影響磷酸鐵鋰電池低溫性能的因素有哪些?

導電性差、鋰離子擴散速度慢。高倍率充放電時，實際比容量低，這個問題是制約磷酸鐵鋰產業發展的一個難點。磷酸鐵鋰之所以這么晚還沒有大范圍的應用，這是一個主要的問題。但是，導電性差目前已經得到比較完美的解決：就是添加C或其它導電劑。目前在實際生產過程中通過在前驅體添加有機碳源和高價金屬離子聯合摻雜的辦法來改善材料的導電性（A123、煙臺卓能正采用這種方法），研究表明，磷酸鐵鋰的電導率提高了7個數量級，使磷酸鐵鋰具備了和鈷酸鋰相近的電導特性。實驗室報道當0.1C充放電時，可以達到165mAh/g以上的比容量，實際達到135-145mAh/g，基本接近鈷酸鋰的水平；但是鋰離子擴散速度慢的問題到目前仍然沒有得到較好的解決，目前采取的解決方案主要有納米化LiFePO4晶粒，從而減少鋰離子在晶粒中的擴散距離，再者就是摻雜改善鋰離子的擴散通道，后一種方法看起來效果并不明顯。納米化已經有較多的研究，但是難以應用到實際的工業生產中，目前只有A123宣稱掌握了LiFePO4的納米化產業技術。

振實密度較低。一般只能達到0.8-1.3，低的振實密度可以說是磷酸鐵鋰的很大缺點。所有磷酸鐵鋰正極材料決定了它在小型電池如手機電池等沒有優勢，所以其使用范圍受到一定程度的限制。即使它的成本低，安全性能好，穩定性好，循環次數高，但如果體積太大，也只能小量的取代鈷酸鋰。但這一缺點在動力電池方面不會突出。因此，磷酸鐵鋰主要是用來制作動力電池。

磷酸鐵鋰電池低溫性能差。盡管人們通過各種方法（例如鋰位、鐵位、甚至磷酸位的摻雜改善離子和電子導電性能，通過改善一次或二次顆粒的粒徑及形貌控制有效反應面積、通過加入額外的導電劑增加電子導電性等）改善磷酸鐵鋰的低溫性能，但是磷酸鐵鋰材料的固有特點，決定其低溫性能劣于錳酸鋰等其他正極材料。一般情況下，對于單只電芯（注意是單只而非電池組，對于電池組而言，實測的低溫性能可能會略高，這與散熱條件有關）而言，其0℃時的容量保持率約60～70％，-10℃時為40～55％，-20℃時為20～40％。這樣的低溫性能顯然不能滿足動力電源的使用要求。當前一些廠家通過改進電解液體系、改進正極配方、改進材料性能和改善電芯結構設計等使磷酸鐵鋰的低溫性能有所提升，但還未真正滿足需求。

電池存在一致性問題。單體磷酸鐵鋰電池壽命目前超過2000次，但電池組的壽命會大打折扣，有可能是500次。因為電池組是由大量單體電池串并而成，其工作狀態好比一群人用繩子綁在一起跑步，即使每個人都是短跑健將，如果大家的動作一致性不高，隊伍就跑不快，整體速度甚至比跑得最慢的單個選手的速度還要慢。電池組同理，只有在電池性能高度一致時，壽命發揮才能接近單體電池的水平。而在現有的條件下，由于種種原因，制作出來的電池一致性不佳，進而影響到電池的使用性能和整體壽命，因此應用在動力汽車上存在一定障礙。

影響電池產品一致性的因素主要有三點：

過針刺 低溫防爆18650 2200mah

符合Exic IIB T4 Gc防爆標準

充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

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1）原材料的品質：特別是磷酸鐵鋰材料系新生事物，其制造設備、合成工藝都不安全成熟、品質易出現波動，導致電池產品一致性受到影響。

2）生產環境：磷酸鐵鋰電池做誒一個化工原料眾多、工藝繁雜的高科技產品，其生產環境對溫度、濕度、粉塵等都有很高的要求，如果沒有控制到位，電池品質將出現波動。

3）制造設備：生產過程中手工的成分越少、設備自動化程度越高，電池一致性越好。

因此，磷酸鐵鋰電池要做到一致性好，關鍵是：1）原材料的把握；2）精密的電池生產設備；3）對工藝制作及流程的關鍵位有精細的控制模式；還有重要一點的是，配料過程的控制，特別是漿料的均勻一致性特別重要，在每個步驟都要做到充分均勻。也就是說，只要生產工藝實現標準化，磷酸鐵鋰電池的一致性問題可以得到有效解決。

制造成本高。磷酸鐵鋰具有安全性、環保性、循環次數高等優點是毋庸置疑的，但目前的制造成本相對鉛酸電池、錳酸鋰電池要高，主要是工藝和技術方面的原因，致使材料的產能和良率不高。但通過合適的制備設備、制備工藝和元素摻雜的方法，這一問題可以得到有效解決。