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    磷酸铁锂真的100%安全吗?别被骗了哪有一定安全的电池

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    任务小子

      在比亚迪e6用超长寿命征服深圳出租车界的遥远年代,“铁电池”成为了一个包揽便宜、耐用、安全特性的动力电池标签。随着三元锂电池的大肆反攻,磷酸铁锂电池的生存空间被压缩,直至CTP技术反杀回战场。

      随着汉EV、Model 3和P7等主流车型开始安装磷酸铁锂电池,“铁电池”这一役,势必精彩纷呈。

      磷酸铁锂配方的出现

      相比电池横跨数百年的历史,磷酸铁锂配方的历史只能算“近期”发生的事。

      我们今天能用着刷着智能手机、听着真无线耳机、吃着电动车送来的外卖宅家度日,还得感谢三位2019年诺贝尔化学奖得主——迈克尔·斯坦利·惠廷汉姆(Michael Stanley Whittingham)、约翰·班尼斯特·古迪纳夫(John Bannister Goodenough)、吉野彰(Akira Yoshino)。

      今年98岁高龄的“足够好先生”——约翰·班尼斯特·古迪纳夫(John Bannister Goodenough),其实从54岁才开始研发电池。古迪纳夫博士是锂电池领域最大的功臣,三大锂电池正极材料(钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂)都是他带领的团队找出来的。

      德州大学的古迪纳夫教授是公认的最早利用磷酸铁锂制作锂离子正极材料的研究者,其团队在1997年报道了LiFePO4这种新型橄榄石结构嵌入与脱出锂的可逆性,并表示新的磷酸铁锂配方物料更低廉且环境污染更少。

      其中要说明的是,LiFePO4是LiMPO4(含锂磷酸盐)的其中一种,其中M可以是Fe、Co、Mn、Ti,LFP则是的LiFePO4简写。

    磷酸铁锂真的100%安全吗?别被骗了哪有一定安全的电池

      当前我们正在使用的磷酸铁锂配方电池,全称磷酸铁锂锂离子电池,属于锂离子电池的一种。正极即是上文提到的LiFePO4,可见磷酸铁锂的主要反应机理是由正极决定的,所以命名源于正极材料。

      目前LFP材质有较差的导电性和较低的锂离子扩散系数,因此学界一直在利用各自办法攻克这些难题,包括使用纳米级材料或者引入新型导电剂来提升导电性能,提升可逆电容量等等。

      LFP材质目前最大的优势在于不使用钴,是一种真正的“无钴”锂离子电池(废话,同理荷兰豆也是一款无荤的纯正素菜)。由于钴的产能集中在非洲,价格受国际局势影响的波动非常大,之前一下子涨到了60万/吨。

      问题是,LFP材质与生俱来的优劣势也太过明显了,消费者们应该也很清楚市面上最长续航的纯电动乘用车一定不是LFP而是NCM,而臭名昭著的自燃之王高镍NCM在安全性上面根本不是LFP的对手。

      磷酸铁锂LFP与三元锂NCM的路线之争,将在接下来很长一段时间愈演愈烈。

      知己知彼百战百胜,我们接下来就深入了解一下LFP材质的优劣势。

      磷酸铁锂配方的特性

    磷酸铁锂真的100%安全吗?别被骗了哪有一定安全的电池

      此前笔者写过一篇《电池分类与命名大全》,作为《电池研究院》栏目的知识目录,其中提到过磷酸铁锂配方的一些简述,今天来聊聊技术细节。

      以NCM三元锂为例,一般锂离子动力电池的标称电压在3.7V左右,工作电压范围宽达3.0-4.2V,所以BMS会比较好操作,SOC监控相对精准。

      换成磷酸铁锂配方之后,标称电压降低至3.2V,工作电压范围在3.0-3.3V之间,充电的终止电压只有3.6V左右。

      这就意味着,磷酸铁锂电池的电压比其他锂离子电池要低,而且工作电压范围比较窄,充放电曲线非常平缓,SOC监测准确度很低,电压一直都在3.2V左右所以很难监测出此时究竟是多高的SOC。太平洋汽车网 技术频道

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