磷酸铁锂电池有可能成为动力电池市场主流吗？

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。这一类电池的特点是不含贵重金属元素(比如钴等)。在实际使用中，磷酸铁锂电池具有耐高温，安全稳定性强，价格便宜，循环性能更好的优势。原料价格低且磷、铁存在于地球的资源含量丰富，不会有供料问题。

磷酸铁锂电池的特点：

1、安全性能好。磷酸铁锂电池正极材料电化学性能比较稳定，这决定了它具有着平稳的充放电平台，因此，在充放电过程中电池的结构不会发生变化，不会燃烧爆炸，并且即使在短路、过充、挤压、针刺等特殊条件下，仍然是非常安全的。

2、循环寿命长。磷酸铁锂电池循环寿命普遍达2000次，甚至达到3500次以上，而对于储能市场要求达到4000-5000次以上，保证8-10年的使用寿命，高于三元电池1000多次的循环寿命，而长寿命铅酸电池的循环寿命在300次左右。

然而，磷酸铁锂电池在低温环境下使用受到限制，除了因为放电容量会严重衰退外，低温下也不能对锂电池进行充电。在低温充电时，电池石墨电极上的锂离子的嵌入和镀锂反应是同时存在的且相互竞争。低温条件下锂离子在石墨中的扩散被抑制，电解液的导电率下降，从而导致嵌入速率降低而在石墨表面上会使镀锂反应更容易产生。

研究表明，一块容量为3500mAh的电池，如果在-10℃的环境中工作，经过不到100次的充放电循环，电量将急剧衰减至500mAh，基本就报废了。也就是说，在-10℃的工作环境中，如果一辆电动汽车每天充放电一次，那么三个月后电池就得报废换新的了。

磷酸铁锂电池低温性能受以下因素影响：

1、正极结构。正极材料的三维结构制约着磷酸铁锂电池的扩散速率，低温下影响尤其明显。不同正极材料具有不同的三维结构，目前用作电动汽车动力电池的正极材料主要是磷酸铁锂、镍钴锰三元材料和锰酸锂。磷酸铁锂电池在-20℃的放电容量只能达到常温容量的67.38%，而镍钴锰三元电池能够达到70.1%。

2、高熔点溶剂。由于电解液混合溶剂中存在高熔点溶剂，锂电池电解液在低温环境下黏度增大，当温度过低时会发生电解液凝固现象，导致锂离子在电解液中传输速率降低。

3、锂离子扩散速率。低温环境下锂离子在石墨负极中的扩散速率降低。低温环境下锂离子电池的电荷迁移阻抗增大，导致锂离子在石墨负极中的扩散速率降低是影响磷酸铁锂电池低温性能的重要原因。

4、SEI膜。低温环境下，磷酸铁锂电池负极的SEI膜增厚，SEI膜阻抗增大导致锂离子在SEI膜中的传导速率降低，最终锂离子电池在低温环境下充放电形成极化降低充放电效率。

5、生产环境。磷酸铁锂电池做为一个化工原料众多、工艺繁杂的高科技产品，其生产环境对温度、湿度、粉尘等都有很高的要求，如果没有控制到位，电池品质将出现波动。

低温性能限制了锂离子电池在电动汽车领域、特种领域及极端环境中的应用，开发低温性能优异的锂电池是市场的迫切需求。

受动力电池原材料价格不断上涨的影响，今年第一季包括特斯拉、比亚迪、蔚来、理想、大众等在内的全球多家新能源汽车品牌相继上调电动汽车销售价格。动力电池作为占据电动车整车成本最高的核心零部件，降低动力电池成本将是企业未来竞争的重要策略。而磷酸铁锂电池凭借性价比优势，随着技术的不断进步，预计在全球动力电池市场装机量占比将不断提升。

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