磷酸铁锂电池和锰酸锂电池的比较
意的是:磷酸铁锂动力电池均没有达到制造公司所给出的标称容量,也就是说,它们的实际容量在1C放电的情况下只有1000mAh左右。
这样的结果意味着什么呢?电动工具的制造商们一定会很清楚。因为比较专业的电动工具其正常工作电流通常在15-20A,如果遇到堵转的话,瞬时工作电流将达到50-60A左右。上述电池中,除了江苏锰克电池有限公司的锰系锂离子动力电池可以胜任这样的工作要求以外,其它电池均远达不到专业电动工具的基本工作指标。
也许有人会说,单节磷酸铁锂电池电压容量达不到,串并联起来不就可以了吗?话是不错的,但是串并联后大大增加了的使用量,增加了体积和重量,无论是成本上还是使用上都带来不利因素,从上面的数据可以看出MNKE电池容量是其他公司锂离子电池的1.5倍。相对而言,MNKE电池更容易成为电动工具制造商的首选。
4.18650圆柱形样品单体温度放电测试程序:
充电电流1C*,充电截止电压:锰克电池=4.2V,磷酸铁锂电池=3.65V放电电流:1C*放电截止电压:2.5V放电温度:-20℃/-15℃/-10℃/23℃*: 1C放电电流以电池样品标称容量为基准5.18650圆柱形样品单体温度放电曲线图比较可以看出锰克锰酸锂电池在-20℃以下可以正常放电,而河北和深圳的磷酸铁锂电池在-20℃时不能放电,在-10℃的情况下已经不能正常放电,放出的容量仅为标称容量的30%,同时工作电压平台倾斜不稳,根本不能提供正常的工作的效能。
磷酸铁锂电池的低温性能是令人担心的。尽管人们通过各种方法(例如锂位、铁位、甚至磷酸位的掺杂改善离子和电子导电性能,通过改善一次或二次颗粒的粒径及形貌控制有效反应面积、通过加入额外的导电剂增加电子导电性等)改善磷酸铁锂的低温性能,但是磷酸铁锂材料的固有特点,决定其低温性能劣于锰酸锂等其他正极材料。
电动工具、电动车等利用电池作为移动能源的设备,在考虑容量的同时,也要考虑到工作环境的要求,其中温度是个重要指标,尤其是地处亚寒带和寒带的地区,使用的移动工具必须能保证在-10℃至-20℃能正常工作,所以从MNKE品牌与其他公司磷酸铁锂动力电池相比较,它的优越性不言而喻。
总结
从上述的比较看,国内一些磷酸铁锂动力电池远没有达到商业使用的标准。原因主要是有下列几点:
1)磷酸铁锂材料的振实密度和导电率差,这个问题在国内还没有得到有效解决,所以该类产品单位体积容量低,虽然看其来交流内阻比较低,但因为导电率问题未得到解决,产品在实际应用中直流内比较大,工作时所能提供的电压平台倾斜较大,实际使用中电机工作效率造成明显不利的影响。
2)目前磷酸铁锂低温下工作性能差,是不能成为商业化产品主要原因之一。
3)造成上述原因,不仅仅是磷酸铁锂材料本身的原因,而是国内利用磷酸铁锂来制备动力电池的生产企业还没有真正掌握制造的综合技术。因为从国际顶级锂电企业中,我们可以看到A123生产的磷酸铁锂动力电池在性能上已经基本克服了振实密度小、导电率差和低温下不能正常工作的缺陷。
由此可见,正极材料所存在的缺陷是可以通过工艺配方的优化和工艺技术的改进等综合技术来克服的,并发挥材料固有的优势。
4)目前磷酸铁锂作为正极材料还受到两个方面的制约,第一是国际专利的制约,第二是材料本身制备的工艺复杂,成本高的制约。
总之,锂离子动力电池的商业制备不仅仅依赖于正极材料的选择,同时需要通过负极的配应、电解液的优化、隔膜的选型、极耳和壳盖的选择等等一系列技术和工艺的综合平衡,才能最大程度地发挥出正极材料的优势,从而真正制备出符合商业使用的动力电池。江苏锰克电池有限公司正是在这方面的努力,使得所生产的锰系锂离子动力电池性能优越,被国内外着名电动工具用户所认可。
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