磷酸铁锂是什么?
磷酸铁锂是主流锂电池正极材料,英文简称LFP,化学式为LiFePO4。磷酸铁锂多用于各种锂离子电池,少数称磷酸锂铁、铁锂等。与传统的锂离子二次电池正极材料相比,磷酸铁锂的来源更广泛、价格更低廉、更环保。
磷酸铁锂的制备方法主要有固相法和液相法两种,目前主流的工艺有草酸亚铁工艺、全湿法工艺、铁红工艺、磷酸铁工艺四种。其中,草酸亚铁工艺是早期最常见的制备工艺,该种路线下磷酸铁锂成本较高。全湿法工艺是比较先进的制备工艺,但是该工艺需要在高温高压下反应,不利于工业化生产。铁红工艺制备的磷酸铁锂通常性能较差,而磷酸铁工艺最有可能发展为磷酸铁锂制备的标准工艺。
磷酸铁锂电池在安全性、成本、高温性能、循环性能方面具有突出的优势,是商用电动汽车动力锂离子电池的理想正极材料,预计未来在储能领域也有较好的应用前景。
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四种主流锂电池正极材料比较分析
正极材料约占锂电池总成本的40%左右,正极材料的性能在很大程度上决定了锂离子电池的综合性能。钴酸锂、锰酸锂、三元镍钴锰(铝)酸锂、磷酸铁锂是四种已经大规模应用的正极材料。
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1.钴酸锂
优点:制备简单、比容量高、综合性能好。
缺点:钴昂贵,钴酸锂安全性差,不适用于电动汽车和储能电站。
2.锰酸锂
优点:制备简单、原料丰富廉价。
缺点:嵌锂容量相对较低,且有两个放电平台,高温循环性能较差。
3.三元材料
优点:可逆比容量大、结构稳定、循环性能好。
缺点:含有钴元素,成本相对较高,安全性能差。
4.磷酸铁锂
优点:原料廉价丰富、工作电压适中(3.4v)平稳,理论比容量较高( 170mAh/g ) ,成本、循环性能、高温性能、安全性能优势突出。
缺点:比容量相比三元电池低,低温环境放电较差。
无论是性价比较高的磷酸铁锂电池还是高能量密度的三元电池,正极的成本占比都是四大材料中最高的。在磷酸铁锂电芯中,正极成本占比约29%;而在三元电芯中,正极成本占比约55%。
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内容来源:
《磷化工行业梳理:农化产品为主精细化工品提高产业价值水平-220128(36页).pdf》
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