磷酸铁锂电池工作原理及创新应用研究 （郸城县第一高级中学 周宇航 张静雅 刘睿远 高帮豪 王聪 刘婷婷 ）.doc

磷酸铁锂电池工作原理及创新应用研究
郸城县第一高级中学 周宇航 张静雅 刘睿远 高帮豪 王聪
导语： 磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池，对于这样一个处于即将井喷的电动汽车行业，关键技术在动力电池这一块，动力电池利润率达到30%到40%，其中电池材料利润是最高的，目前正极材料磷酸铁锂是整个锂电池产业链发展的核心。[1]
关键词：磷酸铁锂 电池 工作原理及应用
一、磷酸铁锂电池介绍
磷酸铁锂电池的结构特点：
1、正极：磷酸铁锂，物理结构为橄榄石结构，可以用在锂离子电池的正极材料还有AyMPO4, Li 1-xMFePO4, LiFePO4。其特征是不含贵重元素，原料价格低且磷，铁，锂在地球上的资源含量丰富，供料不会存在很大问题。
2、负极：由碳（石墨）组成电池负极
3、隔膜：为聚合物材料；
4、电解质：如六***磷酸锂，高***酸锂、四弗硼酸锂等。
5、电解液
6、另外还有绝缘材料、安全阀、密封圈、外壳等。
二、磷酸铁锂工作原理图
三、磷酸铁锂的优点分析
（1）、
（2）快速充电，自放电少，无记忆效应
（3）低成本
（4）对环境无污染
（5）比容量大，高效率输出：标准放电为2～5C、连续高电流放电可达10C，瞬间脉冲放电（10S）可达20C
（6）工作温度范围宽广（-20 ℃ —＋75 ℃ ），高温时性能良好：外部温度65℃时内部温度则高达95℃，电池放电结束时温度可达160℃，电池内部结构安全、完好。
（7）质量轻，环保
四、磷酸铁锂也存在不容忽视的根本性缺陷，归结起来主要有以下几点：
1、制备磷酸铁锂时，氧化铁存在被还原成铁的可能性，会引起电池的微短路
2、振实密度与压实密度很低，导致能量密度较低，低温性能较差
3、材料的制备成本与电池的制造成本较高，电池成品率低，一致性差
4、锂离子扩散速度慢
5、产品一致性差
6、导电性差
五、行业应用
随着国内电池厂商对电池性能要求的日益提高，国内普遍认同新能源电池材料：导电材料、导电涂层铝箔、铜箔。涂碳铝箔为锂电产业带来技术革新和产业提升提升锂电产品性能，改善放电倍率。其优势在于：在处理电池材料的时候，常拥有高倍率充放电性能好，较大比容量，但循环稳定性较差，衰减较为严重等原因，不得不做取舍放弃。[2]
1、涂层有水性的和溶剂性的，能应用在铝片、铜片、不锈钢、铝和钛双极板上
2、涂碳涂层对锂电池的性能带来以下提升
3、降低电池内阻，抑制充放电循环过程中的动态内阻增幅
4、显着提高电池组的一致性，降低电池组成本
5、提高活性材料和集流体的粘接附着力，降低极片制造成本
6、减小极化，