磷酸鐵鋰電池在各行業(yè)的應(yīng)用如何？

磷酸鐵鋰電池是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池，它具有工作電壓高、能量密度大、循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全性能好、自放電率小、無(wú)記憶效應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)。那么磷酸鐵鋰電池主要的應(yīng)用領(lǐng)域有以下：

1、在新能源汽車(chē)行業(yè)的應(yīng)用

由于磷酸鐵鋰電池具有安全性能好、成本低等優(yōu)點(diǎn)，所以廣泛應(yīng)用于乘用車(chē)、客車(chē)、物流車(chē)、低速電動(dòng)車(chē)等。雖然，在當(dāng)前新能源乘用車(chē)領(lǐng)域，受?chē)?guó)家對(duì)新能源汽車(chē)補(bǔ)貼政策影響，憑借能量密度的優(yōu)勢(shì)，三元電池一度占據(jù)著主導(dǎo)地位，但是磷酸鐵鋰電池仍在客車(chē)、物流車(chē)等領(lǐng)域占據(jù)不可替代的優(yōu)勢(shì)。在國(guó)內(nèi)，眾多汽車(chē)研制和生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)發(fā)的電動(dòng)汽車(chē)半數(shù)以上車(chē)型采用了鋰電池，并有逐步擴(kuò)大的趨勢(shì)。

2、在啟動(dòng)電源上的應(yīng)用

啟動(dòng)型磷酸鐵鋰電池除了具備動(dòng)力鋰電池特性外，還具備瞬間大功率輸出能力，用能量小于一度電的功率型鋰電池代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鉛酸電池，用BSG電機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的啟動(dòng)電機(jī)和發(fā)電機(jī)，不但具有怠速啟停功能，還具有發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)滑行、滑行與制動(dòng)能量回收、加速助力和電巡航功能。

3、在軍事裝備及航空航天事業(yè)中的應(yīng)用

在軍事裝備中，磷酸鐵鋰電池包主要用作動(dòng)力啟動(dòng)電源、無(wú)線(xiàn)通信電臺(tái)電源、微型無(wú)人駕駛偵察飛機(jī)動(dòng)力電源等，此外，諸如激光瞄準(zhǔn)器、夜視器、飛行員救生電臺(tái)電源等現(xiàn)在也普遍采用鋰離子電池。在航天領(lǐng)域，鋰電池已經(jīng)用于地球同步軌道衛(wèi)星和低軌道通信衛(wèi)星，作為發(fā)射和飛行中校正、地面操作的動(dòng)力。

4、在儲(chǔ)能市場(chǎng)的應(yīng)用

磷酸鐵鋰電池具有工作電壓高、能量密度大、循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放電率小、無(wú)記憶效應(yīng)、綠色環(huán)保等一系列獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)， 并且支持無(wú)級(jí)擴(kuò)展， 適合于大規(guī)模電能儲(chǔ)存， 在可再生能源發(fā)電站發(fā)電安全并網(wǎng)、電網(wǎng)調(diào)峰、分布式電站、UPS電源、應(yīng)急電源系統(tǒng)等領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景。

(1)風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等可再生能源發(fā)電安全并網(wǎng)。風(fēng)力發(fā)電自身所固有的隨機(jī)性、間歇性和波動(dòng)性等特征，決定了其規(guī)?；l(fā)展必然會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行帶來(lái)顯著影響。光伏發(fā)電受環(huán)境溫度、太陽(yáng)光照強(qiáng)度和天氣條件的影響，光伏發(fā)電呈現(xiàn)隨機(jī)波動(dòng)的特點(diǎn)。

磷酸鐵鋰電池以它自身的優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程中開(kāi)展了工程應(yīng)用，將有效提高設(shè)備效率，解決局部電壓控制問(wèn)題。隨著容量和規(guī)模的不斷擴(kuò)大，集成技術(shù)的不斷成熟，儲(chǔ)能系統(tǒng)成本將進(jìn)一步降低，經(jīng)過(guò)安全性和可靠性的長(zhǎng)期測(cè)試，磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)有望在風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等可再生能源發(fā)電安全并網(wǎng)及提高電能質(zhì)量方面得到廣泛應(yīng)用。

(2)電網(wǎng)調(diào)峰。電網(wǎng)調(diào)峰的主要手段一直是抽水蓄能電站。由于抽水蓄能電站需建上、下兩個(gè)水庫(kù)，受地理?xiàng)l件限制較大，在平原地區(qū)不容易建設(shè)，而且占地面積大，維護(hù)成本高。采用磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)取代抽水蓄能電站，應(yīng)對(duì)電網(wǎng)尖峰負(fù)荷，不受地理?xiàng)l件限制，選址自由，投資少、占地少，維護(hù)成本低，在電網(wǎng)調(diào)峰過(guò)程中將發(fā)揮重要作用。

(3)分布式電站。大型電網(wǎng)自身的缺陷，難以保障電力供應(yīng)的質(zhì)量、效率、安全可靠性要求。對(duì)于重要單位和企業(yè)，往往需要雙電源甚至多電源作為備份和保障。磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)可以減少或避免由于電網(wǎng)故障和各種意外事件造成的斷電，在保證醫(yī)院、銀行、指揮控制中心、數(shù)據(jù)處理中心、化學(xué)材料工業(yè)和精密制造工業(yè)等安全可靠供電方面發(fā)揮重要作用。

(4)UPS電源。中國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展帶來(lái)的UPS電源用戶(hù)需求分散化，使得更多的行業(yè)和更多的企業(yè)對(duì)UPS電源產(chǎn)生了持續(xù)的需求。磷酸鐵鋰電池相對(duì)于鉛酸電池，具有循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全穩(wěn)定、綠色環(huán)保、自放電率小等優(yōu)點(diǎn)，隨著集成技術(shù)的不斷成熟，成本的不斷降低，磷酸鐵鋰電池在UPS電源蓄電池方面將得到廣泛應(yīng)用。

鋰電池是諸多電池類(lèi)型之一，大家對(duì)于生活中的鋰電池或多或少也均有所了解。但是，你了解磷酸鐵鋰電池嗎?你知道磷酸鐵鋰電池和鋰電池的區(qū)別嗎?如果你想尋求這些答案，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、磷酸鐵鋰電池

(一)簡(jiǎn)介

磷酸鐵鋰電池，是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。 鋰離子電池的正極材料主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。其中鈷酸鋰是目前絕大多數(shù)鋰離子電池使用的正極材料。

(二)優(yōu)點(diǎn)

1、磷酸鐵鋰電池的壽命長(zhǎng)，循環(huán)壽命在2000次以上。在同樣的條件下，磷酸鐵鋰電池可使用7到8年的時(shí)間。

2、使用安全。磷酸鐵鋰電池經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的安全測(cè)試，即使在交通事故中也不會(huì)發(fā)生爆炸。

3、充電快速。使用專(zhuān)用充電器，1.5C充電40分鐘即可以使電池充滿(mǎn)。

4、磷酸鐵鋰電池耐高溫，磷酸鐵鋰電池?zé)犸L(fēng)值可以達(dá)到350到500攝氏度。

5、磷酸鐵鋰電池的容量大。

6、磷酸鐵鋰電池沒(méi)有記憶效應(yīng)。

7、磷酸鐵鋰電池綠色環(huán)保，無(wú)毒，無(wú)污染，原材料來(lái)源廣泛，價(jià)格便宜。

(三)缺點(diǎn)

1、磷酸鐵鋰電池正極的振實(shí)密度小，密度一般在0.8到1.3左右。體積大。

2、導(dǎo)電性能差，鋰離子擴(kuò)散速度慢，高倍充放電時(shí)，實(shí)際的比容量低。

3、磷酸鐵鋰電池的低溫性能差。

4、磷酸鐵鋰電池單個(gè)電池的壽命長(zhǎng)，在2000次左右，但是磷酸鐵鋰電池組的壽命短，一般在500次左右。

(四)應(yīng)用領(lǐng)域

大型電動(dòng)車(chē)輛：公交車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)、景點(diǎn)游覽車(chē)及混合動(dòng)力車(chē)等;

輕型電動(dòng)車(chē)：電動(dòng)自行車(chē)、高爾夫球車(chē)、小型平板電瓶車(chē)、鏟車(chē)、清潔車(chē)、電動(dòng)輪椅等;

電動(dòng)工具：電鉆、電鋸、割草機(jī)等;

遙控汽車(chē)、船、飛機(jī)等玩具;

太陽(yáng)能及風(fēng)力發(fā)電的儲(chǔ)能設(shè)備;

UPS及應(yīng)急燈、警示燈及礦燈(安全性最好);

替代照相機(jī)中3V的一次性鋰電池及9V的鎳鎘或鎳氫可充電電池(尺寸完全相同);

小型醫(yī)療儀器設(shè)備及便攜式儀器等。

二、鋰電池

(一)簡(jiǎn)介

鋰電池是一類(lèi)由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。由于鋰金屬的化學(xué)特性非?；顫?，使得鋰金屬的加工、保存、使用，對(duì)環(huán)境要求非常高。所以，鋰電池長(zhǎng)期沒(méi)有得到應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在鋰電池已經(jīng)成為了主流。

(二)優(yōu)點(diǎn)

1、能量比較高。具有高儲(chǔ)存能量密度，已達(dá)到460-600Wh/kg，是鉛酸電池的約6-7倍;

2、使用壽命長(zhǎng)，使用壽命可達(dá)到6年以上，磷酸亞鐵鋰為正極的電池1C(100%DOD)充放電，有可以使用10，000次的記錄;

3、額定電壓高(單體工作電壓為3.7V或3.2V)，約等于3只鎳鎘或鎳氫充電電池的串聯(lián)電壓，便于組成電池電源組;鋰電池可以通過(guò)一種新型的鋰電池調(diào)壓器的技術(shù)，將電壓調(diào)至3.0V，以適合小電器的使用;

4、具備高功率承受力，其中電動(dòng)汽車(chē)用的磷酸亞鐵鋰鋰離子電池可以達(dá)到15-30C充放電的能力，便于高強(qiáng)度的啟動(dòng)加速;

5、自放電率很低，這是該電池最突出的優(yōu)越性之一，一般可做到1%/月以下，不到鎳氫電池的1/20;

6、重量輕，相同體積下重量約為鉛酸產(chǎn)品的1/6-1/5;

7、高低溫適應(yīng)性強(qiáng)，可以在-20℃--60℃的環(huán)境下使用，經(jīng)過(guò)工藝上的處理，可以在-45℃環(huán)境下使用;

8、綠色環(huán)保，不論生產(chǎn)、使用和報(bào)廢，都不含有、也不產(chǎn)生任何鉛、汞、鎘等有毒有害重金屬元素和物質(zhì)。

9、生產(chǎn)基本不消耗水，對(duì)缺水的我國(guó)來(lái)說(shuō)，十分有利。比能量指的是單位重量或單位體積的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L來(lái)表示。Wh是能量的單位，W是瓦、h是小時(shí);kg是千克(重量單位)，L是升(體積單位)。

作為全球電動(dòng)車(chē)行業(yè)的兩大主流電池技術(shù)路線(xiàn)，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池之間的“戰(zhàn)爭(zhēng)”從未停止過(guò)。從兩種動(dòng)力電池的市場(chǎng)占有率來(lái)看，2016年及以前，磷酸鐵鋰電池在整個(gè)動(dòng)力電池市場(chǎng)的占有率處于絕對(duì)領(lǐng)先地位，一度超過(guò)70%。但是，隨著2016年12月國(guó)家首次將電池系統(tǒng)能量密度納入考核標(biāo)準(zhǔn)，擁有更高能量密度、更長(zhǎng)續(xù)航里程的產(chǎn)品將獲得更高的補(bǔ)貼后，擁有更高能量密度的三元鋰電池迎來(lái)了快速擴(kuò)張。此消彼長(zhǎng)，于是磷酸鐵鋰電池在動(dòng)力電池市場(chǎng)的占有率一路下降到不足20%。時(shí)間來(lái)到2020年，新能源補(bǔ)貼政策逐漸退坡，同時(shí)，國(guó)家也停止了對(duì)車(chē)輛電池組能量密度和續(xù)航里程的進(jìn)一步推動(dòng)，反而開(kāi)始將電池安全性提升到了政策的程度，于是成本和安全性能更具優(yōu)勢(shì)的磷酸鐵鋰電池又開(kāi)始受到市場(chǎng)青睞。大概從2021年5月份開(kāi)始，磷酸鐵鋰電池的產(chǎn)量便開(kāi)始反超三元鋰電池，從7月份開(kāi)始，磷酸鐵鋰電池的裝車(chē)量也開(kāi)始反超三元鋰電池。

今天我們暫且不展開(kāi)談?wù)搫?dòng)力電池技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向和應(yīng)用前景，等以后我們專(zhuān)門(mén)寫(xiě)這方面的文章來(lái)探討。目前，僅從我們收集的資料和通過(guò)向行業(yè)內(nèi)資深從業(yè)者的草根調(diào)研信息綜合來(lái)看，未來(lái)至少五年內(nèi)，磷酸鐵鋰電池在動(dòng)力電池市場(chǎng)的滲透率會(huì)逐漸提升。如果我們中性偏保守點(diǎn)來(lái)測(cè)算，其2021年的裝機(jī)量占所有動(dòng)力電池裝機(jī)總量的比例至少能超過(guò)35%，2022年至少超過(guò)40%，2023年至少超過(guò)45%，2024年至少超過(guò)50%，2025年仍按50%計(jì)算。