LFP(磷酸铁锂)材料基本介绍总结精品PPT课件
合集下载
优量磷酸铁锂技术介绍 ppt课件
10
高压实密度磷酸铁锂材料对行业的意义
• 降低单体电芯的单位Ah成本
Ø磷酸铁锂电池由活性物质和非活性物质构成，其中非活性物质成本 约为70%，而活性物质成本仅仅占30%左右。
Ø提高了压实密度 ， 可 以降 低 电 池 成本。 如正极极片压实密度由 2.2g/cm³提升为2.6g/cm³，则正极片、负极片单位面积活性物质可 以多放20%，因此活性物质的成本比例提高20%，而非活性物质的成 本 比 例 降 低 20% ， 从 而 进 一 步 使 电 池 每 安 时 的 平 均 成 本 降 低 11% 。 （磷酸铁锂电池活性物质占30%）
7
三元材料与磷酸铁锂的综合对比
三元材料的价格高于磷酸铁锂，而三元电池的价格低于磷酸铁 锂电池。
放电平台、压实密度是影响电池价格和质量比能量的关键因素。 提高电极的压实密度可以降低磷酸铁锂电池成本，提高比能量，
改变与三元材料的竞争局面！
8
高压实密度磷酸铁锂材料诞生
❖ 天津优量锂能科技有限公司致力于开发高压实密度磷酸 铁锂材料，成功开发出了第三代磷酸铁锂技术“逆向结 晶法”，并实现了工业化生产。
结论
1. 天津优量锂能科技有限公司的逆向结晶法磷酸 铁锂技术取得了突破，产品在压实密度和低温 性能方面领先国内产品。
2. 该技术已经发展出来2个型号的产品，得到了 市场的好评。
3. 该技术已经产业化，并实现了稳定的销售。
11
高压实密度磷酸铁锂材料对行业的意义 ❖ 降低单体电芯的单位Ah成本
以40Ah方形电池为例
12
如何实现高压实密度？
• 优量锂能高压实密度实现路线
➢ 材料完全由一次颗粒构成， 颗粒大小在50-100nm。
➢ 一次颗粒由一定比例的大颗 粒和小颗粒组成。
高压实密度磷酸铁锂材料对行业的意义
• 降低单体电芯的单位Ah成本
Ø磷酸铁锂电池由活性物质和非活性物质构成，其中非活性物质成本 约为70%，而活性物质成本仅仅占30%左右。
Ø提高了压实密度 ， 可 以降 低 电 池 成本。 如正极极片压实密度由 2.2g/cm³提升为2.6g/cm³，则正极片、负极片单位面积活性物质可 以多放20%，因此活性物质的成本比例提高20%，而非活性物质的成 本 比 例 降 低 20% ， 从 而 进 一 步 使 电 池 每 安 时 的 平 均 成 本 降 低 11% 。 （磷酸铁锂电池活性物质占30%）
7
三元材料与磷酸铁锂的综合对比
三元材料的价格高于磷酸铁锂，而三元电池的价格低于磷酸铁 锂电池。
放电平台、压实密度是影响电池价格和质量比能量的关键因素。 提高电极的压实密度可以降低磷酸铁锂电池成本，提高比能量，
改变与三元材料的竞争局面！
8
高压实密度磷酸铁锂材料诞生
❖ 天津优量锂能科技有限公司致力于开发高压实密度磷酸 铁锂材料，成功开发出了第三代磷酸铁锂技术“逆向结 晶法”，并实现了工业化生产。
结论
1. 天津优量锂能科技有限公司的逆向结晶法磷酸 铁锂技术取得了突破，产品在压实密度和低温 性能方面领先国内产品。
2. 该技术已经发展出来2个型号的产品，得到了 市场的好评。
3. 该技术已经产业化，并实现了稳定的销售。
11
高压实密度磷酸铁锂材料对行业的意义 ❖ 降低单体电芯的单位Ah成本
以40Ah方形电池为例
12
如何实现高压实密度？
• 优量锂能高压实密度实现路线
➢ 材料完全由一次颗粒构成， 颗粒大小在50-100nm。
➢ 一次颗粒由一定比例的大颗 粒和小颗粒组成。
磷酸铁锂
磷酸鐵鋰（分子式：LiFePO4，英文：Lithium iron phosphate，又稱磷酸鋰鐵、鋰鐵磷，簡稱LFP），是一種鋰離子電池的正極材料。
以其正極材料命名的磷酸鐵鋰電池也稱為鐵鋰電池，特色是不含鈷等貴重元素，原料價格低且磷、鐵存在於地球的資源含量豐富，不會有供料問題。
其工作電壓適中（3.2V）、單位重量下電容量大（170mAh/g）、高放電功率、可快速充電且循環壽命長，在高溫與高熱環境下的穩定性高。
這個看似不起眼卻引發鋰電池革命的新材料，為橄欖石結構分類中的一種，礦物學中的學名稱為triphyllite，是從希臘字的tri-以及fylon兩個字根而來，在礦石中的顏色可為灰色，紅麻灰色，棕色或黑色，相關的礦物資料可參考：磷酸鐵鋰的化學式是LiFePO4，屬於磷酸鹽鋰電池LiMPO4的一種，物理結構則為橄欖石結構，而其中的M 可以是任何金屬，包括 Fe、Co、Mn、Ti 等等，由於最早將LiMPO4商業化的公司所製造的材料是C/LiFePO4，因此大家就這麼習慣地把Lithium iron phosphate其中的一種材料LiFePO4當成是磷酸鹽鋰電池。
從橄欖石結構的化合物而言，可以用在鋰離子電池的正極材料並非只有LiMPO4一種，據目前所知，與LiMPO4相同皆為橄欖石結構的Lithium iron phosphate正極材料還有A y MPO4、Li1-x MFePO4、LiFePO4･MO 等三種與LiMPO4不同的橄欖石化合物（均可簡稱為LFP）。
自1996年日本的 NTT 首次揭露A y MPO4（A為鹼金屬，M 為Co Fe 兩者之組合：LiFeCoPO4）的橄欖石結構的鋰電池正極材料之後，1997年美國德州大學的約翰·B·古迪納夫(John. B. Goodenough)教授等研究團隊，也接著報導了LiFePO4的可逆性地遷入脫出鋰的特性[1]，美國與日本不約而同地發表橄欖石結構（LiMPO4），使得該材料受到了極大的重視，並引起廣泛的研究和迅速的發展。
2024年磷酸铁锂电池PPT课件
二次过压 保护
PACK-
AFE (保护控制) SCL
SDA
Gas guage (电量计)
SMBC SMBD
三端可控 FUSE
PACK+ 21
NB电池原理图
22
此电路图有四大模块：模拟前端控制AFE BZ29330—实现 常规的一次保护； gas gauge IC BQ20Z90--可精确监测阻 抗改变或由电池老化、温度以及循环模式造成的电阻， 从而准确预计双节池组、三节电池组和四节电池组的运 行时间；MOS模块—开关作用；二次保护—电池包过压 保护/三端可控FUSE及NTC温度保护等
电解质材料不同及工艺上的差异使电池有不同的性能，并且有不同的名称。
目前市场上的锂离子电池正极材料主要是氧化钴锂（LiCoO2），另外还有
少数采用氧化锰锂(LiMn2O4)及氧化镍锂(LiNiO2)作正极材料的锂离子电池，
一般将后两种正极材料的锂离子电池称为“锂锰电池”及“锂镍电池”。
新开发的磷酸铁锂动力电池是用磷酸铁锂（LiFePO4）材料作电池正极的锂
最好； 4.极好的循环寿命，经500次循环，其放电容量仍大于95%； 5.过放电到零伏也无损坏； 6.可快速充电； 7.低成本； 8.对环境无污染。
10
三. LiFePO4电池的应用
磷酸铁锂动力电池的应用 1. 大型电动车辆：公交车、电动汽车、景点游览车及混合动力车等； 2. 轻型电动车：电动自行车、高尔夫球车、小型平板电瓶车、铲车、清洁 车、电动轮椅等； 3. 电动工具：电钻、电锯、割草机等； 4. 遥控汽车、船、飞机等玩具； 5. 太阳能及风力发电的储能设备； 6. UPS及应急灯、警示灯及矿灯(安全性最好)； 7. 替代照相机中3V的一次性锂电池及9V的镍镉或镍氢可充电电池（尺寸完 全相同）； 8. 小型医疗仪器设备及便携式仪器等。
《磷酸铁锂材料介绍》课件
未来几年，随着全球环保意识的提高 和新能源汽车的普及，磷酸铁锂材料 的市场需求将继续保持高速增长。
技术发展趋势
磷酸铁锂材料的能量密度和循环寿命是技术发展的重点方向，通过改进材料结构 和制备工艺，提高其性能指标。
磷酸铁锂正极材料与负极材料的匹配和优化也是技术发展的关键，以提高电池的 能量密度和循环寿命。
快速充电
磷酸铁锂材料支持快速充 电，缩短了充电时间，提 高了使用便捷性。
温度范围广
可在较宽的温度范围内正 常工作，增强了其在不同 环境下的适应性。
循环性能
长寿命
磷酸铁锂具有出色的循环 性能，可保证电池的长寿 命和稳定性。
高效率
经过多次循环，电池的效 率仍然保持较高水平，降 低了衰减速度。
容量保持
在长期使用过程中，电池 容量保持较好，减少了因 容量衰减带来的影响。
复合材料的应用
将其他材料与磷酸铁锂复合，形成具有优异性能的复合电极材料，提高电池的 能量密度和循环寿命。
提高能量密度和稳定性
优化制备工艺
通过改进制备工艺，提高磷酸铁锂材 料的纯度和结晶度，从而提高其能量 密度和稳定性。
表面改性
对磷酸铁锂材料进行表面改性，改善 其电化学性能和稳定性，提高电池的 循环寿命和安全性。
降低成本和扩大应用领域
降低生产成本
通过优化生产工艺和降低原料成本，降低磷酸铁锂材料的生产成本，使其更具市场竞争 力。
拓展应用领域
将磷酸铁锂材料应用于更多领域，如电动汽车、储能系统等，扩大其应用范围和市场前 景。
THANKS
感谢观看
行业竞争格局
目前，磷酸铁锂材料市场主要由几家大型企业主导，如宁德 时代、比亚迪等，这些企业在技术研发、生产和市场推广方 面具有较强实力。
技术发展趋势
磷酸铁锂材料的能量密度和循环寿命是技术发展的重点方向，通过改进材料结构 和制备工艺，提高其性能指标。
磷酸铁锂正极材料与负极材料的匹配和优化也是技术发展的关键，以提高电池的 能量密度和循环寿命。
快速充电
磷酸铁锂材料支持快速充 电，缩短了充电时间，提 高了使用便捷性。
温度范围广
可在较宽的温度范围内正 常工作，增强了其在不同 环境下的适应性。
循环性能
长寿命
磷酸铁锂具有出色的循环 性能，可保证电池的长寿 命和稳定性。
高效率
经过多次循环，电池的效 率仍然保持较高水平，降 低了衰减速度。
容量保持
在长期使用过程中，电池 容量保持较好，减少了因 容量衰减带来的影响。
复合材料的应用
将其他材料与磷酸铁锂复合，形成具有优异性能的复合电极材料，提高电池的 能量密度和循环寿命。
提高能量密度和稳定性
优化制备工艺
通过改进制备工艺，提高磷酸铁锂材 料的纯度和结晶度，从而提高其能量 密度和稳定性。
表面改性
对磷酸铁锂材料进行表面改性，改善 其电化学性能和稳定性，提高电池的 循环寿命和安全性。
降低成本和扩大应用领域
降低生产成本
通过优化生产工艺和降低原料成本，降低磷酸铁锂材料的生产成本，使其更具市场竞争 力。
拓展应用领域
将磷酸铁锂材料应用于更多领域，如电动汽车、储能系统等，扩大其应用范围和市场前 景。
THANKS
感谢观看
行业竞争格局
目前，磷酸铁锂材料市场主要由几家大型企业主导，如宁德 时代、比亚迪等，这些企业在技术研发、生产和市场推广方 面具有较强实力。
磷酸铁锂材料介绍
橄榄石LFP的晶体结构 江苏楚汉新能源科技有限公司
LFP充放电时晶体结构
江苏楚汉新能源科技有限公司
LFP有如下优点 氧离子与P5+通过强的共价键结合形成(PO)43+，即便是 在全充态，O原子也很难脱出，提高了材料的稳定性和 安全性； LFP在小电流充放电下实际比容量可以达到 140mAh· g-1 以上，并且结构不被破坏，与LiCoO2的比容量相当； 安全性能好； 循环性能优越； 耐过充性能好，有利于电池组合使用
五、LFP技术指标
江苏楚汉新能源科技有限公司
江苏楚汉新能源科技有限公司
江苏楚汉新能源科技有限公司
江苏楚汉新能源科技有限公司
O(∩_∩)O谢谢！
江苏楚汉新能源科技有限公司
特点
制备时加入过量的炭，多余的C在LFP产物中起导
电剂作用
产物有较好的微观形貌
江苏楚汉新能源科技有限公司
溶胶-凝胶法
Li3PO4
H3PO4
柠檬酸
溶于水，后在 60℃干燥
高温焙烧
凝胶
LFP
江苏楚汉新能源科技有限公司
优点：
化学均匀性好，纯度高
颗粒细，不沉淀
缺点：
凝胶干燥时收缩性大
江苏楚汉新能源科技有限公司
其它制备方法 机械合金法 脉冲激光沉积法 模板法
……
江苏楚汉新能源科技有限公司
2.2 LFP改性方法
LFP纯度的控制
粒径控制及提高材料振实密度
表面包覆导电材料 掺杂高价金属离子
江苏楚汉新能源科技有限公司
LFP在合成和实用化过程中存在如下问题
江苏楚汉新能源科技有限公司
1.2 专利
LFP电池和材料领域有两大核心技术专利 包覆碳技术，由加拿大Phostech公司独家使用权， 并且已经在我国申请专利 碳热还原技术，由美国A123公司所有
磷酸铁锂材料介绍
磷酸铁锂材料介绍
磷酸铁锂（Lithium Iron Phosphate，简称 LiFePO4 或 LFP）是一种单离子型锂离子（Li+）电池负极材料，该材料在 2000 年中期由宝马（BMW）开发出来，并在 2002 年初由宝马公司提出并申请在欧洲发明专利。
磷酸铁锂具有高比容量、安全性和耐久性等优点，具有很高的应用前景。
1.磷酸铁锂的结构组成
磷酸铁锂是一种锂离子电池，指的是利用锂离子电池的负极材料是由磷酸铁分子组成的复合物。
其中，磷酸铁锂由四种化学元素组成：磷（P）、铁（Fe）、氧（O）和锂（Li），通常表示为LiFePO4，而磷酸铁锂的化学公式为LiFePO4，其中铁与氧的比例为1.5:4.3个原子。
2.磷酸铁锂的优点
（1）安全性
磷酸铁锂具有很高的安全性，没有极性，因此极容易发生的短路，熔解和爆炸等现象几乎不存在。
它也没有液体电解液，因此不会渗漏，不会带来安全隐患。
（2）高比容量
磷酸铁锂的比容量非常高，其最大的比容量可达到170mAh/g，通常比容量可达到120-140mAh/g，大大高于传统锂离子电池的比容量，因此可以节省设备的体积。
（3）低温特性
磷酸铁锂具有极好的低温特性，可以在零度以下的温度下工作，这在很多应用中都很有用。
（4）。
磷酸铁锂材料介绍-PPT课件
设备和工艺简单
制备条件易于控制，便于实现工业化
缺点：
物相不均匀，形貌不规则
晶体颗粒粒度分布范围较窄，且煅烧时间长
制备过程需保护气氛，使成本增加
江苏楚汉新能源科技有限公司
热炭还原法 Fe2O3
高温焙烧
Li2CO3，C (NH4)2HPO4
主要反应为：
LFP
江苏楚汉新能源科技有限公司
高温焙烧
苍灰色沉淀
LFP
FeSO4· 7H2O
特点：
产物颗粒均匀、纯度高，化学组成形貌和颗粒度 容易控制。但是反应后需要沉淀、过滤、洗涤等，工 艺过程较长。
江苏楚汉新能源科技有限公司
微波法 LiOH· H2O FeC2O4· 2H2O (NH4)2HPO4· H2 O
微波炉
LFP
特点：
反应时间短，能耗低，颗粒均匀等优点。但是产 物的颗粒度常在微米级以上，且形貌较差。
径向模型
江苏楚汉新能源科技有限公司
马赛克模型
江苏楚汉新能源科技有限公司
四、LFP理论容量计算
计算公式 C=(e*N*n*1000)/(t*M)
其中e=1.602*10-19c，N=6.02*1023 个/mol，n是化合 价的变化，M是摩尔质量(LFP为157.76)。 F是法拉第常数(96500c/mol)，F=e*N
Fe2+易被氧化为Fe3+，产生Li3Fe2(PO4)3或LiFe(P2O7)杂质 高温合成时粒径均匀性较差，振实密度低 LFP电导率低，在室温下约为10-8S· cm-1，而LiCoO2约为 10-3S· cm-1，LiMn2O4约为10-5S· cm-1
江苏楚汉新能源科技有限公司
金属和金属氧化物杂质
制备条件易于控制，便于实现工业化
缺点：
物相不均匀，形貌不规则
晶体颗粒粒度分布范围较窄，且煅烧时间长
制备过程需保护气氛，使成本增加
江苏楚汉新能源科技有限公司
热炭还原法 Fe2O3
高温焙烧
Li2CO3，C (NH4)2HPO4
主要反应为：
LFP
江苏楚汉新能源科技有限公司
高温焙烧
苍灰色沉淀
LFP
FeSO4· 7H2O
特点：
产物颗粒均匀、纯度高，化学组成形貌和颗粒度 容易控制。但是反应后需要沉淀、过滤、洗涤等，工 艺过程较长。
江苏楚汉新能源科技有限公司
微波法 LiOH· H2O FeC2O4· 2H2O (NH4)2HPO4· H2 O
微波炉
LFP
特点：
反应时间短，能耗低，颗粒均匀等优点。但是产 物的颗粒度常在微米级以上，且形貌较差。
径向模型
江苏楚汉新能源科技有限公司
马赛克模型
江苏楚汉新能源科技有限公司
四、LFP理论容量计算
计算公式 C=(e*N*n*1000)/(t*M)
其中e=1.602*10-19c，N=6.02*1023 个/mol，n是化合 价的变化，M是摩尔质量(LFP为157.76)。 F是法拉第常数(96500c/mol)，F=e*N
Fe2+易被氧化为Fe3+，产生Li3Fe2(PO4)3或LiFe(P2O7)杂质 高温合成时粒径均匀性较差，振实密度低 LFP电导率低，在室温下约为10-8S· cm-1，而LiCoO2约为 10-3S· cm-1，LiMn2O4约为10-5S· cm-1
江苏楚汉新能源科技有限公司
金属和金属氧化物杂质
【课件】磷酸铁锂电池知识简介精品版
• 1.低温性能差； • 2.正极材料振实密度小； • 3.等容量的磷酸铁锂电池的体积要大于钴酸锂等锂离子
电池，因此在微型电池方面不具有优势。 • 4.用于动力电池时，磷酸铁锂电池和其他电池一样，需
要面对电池一致性问题。
二次电池性能与用途一览表
锂电池性能参数比较与用途
目前在低端小型车上采用的电池一般为铅酸电池，如巡逻车，观光车，电动摩托车和电动自行车 传统储能电池为铅酸电池，也有部分镍镉电池（性能优于铅酸电池，但是镉有毒！），储能和动力镍镉 电池主要应用于无环境保护无要求的领域，如航天和军工；目前由于铅酸电池价格便宜，小型和短途电动 车，通讯储能市场有一定占有率； 从发展的角度看，锂离子电池是最适合各类电动车和风能太阳能储能需要的电池。尤其为磷酸铁锂电池 ；磷酸铁锂电池具有比能量高，循环寿命长，对环境无污染的优点；目前价格偏高，但是降价空间较大， 目前主要障碍是不被客户熟悉。
电池的种类
电池
锂离子电池 镍氢电池 镍镉电池 铅酸电池
钴酸锂电池 锰酸锂电池 三元材料电池 磷酸鉄锂电池
磷酸铁锂电池定义
• 锂离子电池的正极材料有很多种，主要有钴酸锂、锰 酸锂、镍酸锂、三元锂、磷酸铁锂等。
• 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。
• 其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材 料，而其它正极材料由于多种原因，目前在市场上还 没有大量生产。磷酸铁锂也是其中一种锂离子电池。
• 6.充放电效率高 磷酸铁锂电池充放电效率相对高一些。在90%以上。而铅酸电
池约为70%。 • 7.高温性能好
工作温度范围宽广（-20℃~+65℃） • 8.大容量
具有比其他锂电池更大的容量。 5AH-200AH（单体）
电池，因此在微型电池方面不具有优势。 • 4.用于动力电池时，磷酸铁锂电池和其他电池一样，需
要面对电池一致性问题。
二次电池性能与用途一览表
锂电池性能参数比较与用途
目前在低端小型车上采用的电池一般为铅酸电池，如巡逻车，观光车，电动摩托车和电动自行车 传统储能电池为铅酸电池，也有部分镍镉电池（性能优于铅酸电池，但是镉有毒！），储能和动力镍镉 电池主要应用于无环境保护无要求的领域，如航天和军工；目前由于铅酸电池价格便宜，小型和短途电动 车，通讯储能市场有一定占有率； 从发展的角度看，锂离子电池是最适合各类电动车和风能太阳能储能需要的电池。尤其为磷酸铁锂电池 ；磷酸铁锂电池具有比能量高，循环寿命长，对环境无污染的优点；目前价格偏高，但是降价空间较大， 目前主要障碍是不被客户熟悉。
电池的种类
电池
锂离子电池 镍氢电池 镍镉电池 铅酸电池
钴酸锂电池 锰酸锂电池 三元材料电池 磷酸鉄锂电池
磷酸铁锂电池定义
• 锂离子电池的正极材料有很多种，主要有钴酸锂、锰 酸锂、镍酸锂、三元锂、磷酸铁锂等。
• 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。
• 其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材 料，而其它正极材料由于多种原因，目前在市场上还 没有大量生产。磷酸铁锂也是其中一种锂离子电池。
• 6.充放电效率高 磷酸铁锂电池充放电效率相对高一些。在90%以上。而铅酸电
池约为70%。 • 7.高温性能好
工作温度范围宽广（-20℃~+65℃） • 8.大容量
具有比其他锂电池更大的容量。 5AH-200AH（单体）
磷酸铁锂电池特性报告(课堂PPT)
200
3.21
205
3.22
3.23
3.24
3.25
3.25
3 3.02 3.04 3.06 3.08 3.1 3.11 3.14 3.16 3.17 3.18 3.2 3.21 3.22 3.26 3.27 3.29 3.3
恒流1C 时间/s
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
流充放电后会出现明显的极化现象。随着时间推移，内部极化消除，显现出真实电 压，可以通过小电流充放电缓解此现象。
电极极化产生的原因有两点，一是由于电极产生电化学反应时，由于电极反应使
得电极附近的锂离子浓度与电解液中的锂离子浓度产生较大差异，二十由于电子的 流动速度大于离子的反应速度，使得，电极电子的变化与锂离子的变化不同步，这 两个原因使得电极产生极化，无论是充电还是放电，都使得阳极电位升高，阴极电 位下降，因此充电后放置一段时间电压会下降，放电后点后放置一段时间电压会上 升，这是由于电极附近的锂离子浓度与溶液中的锂离子浓度平衡，电极电位极化消 失。
磷酸铁锂电池属于锂离子二次电池，一个主要用 途是用作动力电池，相对NI-MH、Ni-Cd电池有很 大优势。
磷酸铁锂电池充放电效率较高，倍率放电情况下 充放电效率可达90%以上。而铅酸电池约为80%。
2020/6/22
2
◎工作原理
LiFePO4电池的内部结构如图所示。左边是 橄榄石结构的LiFePO4作为电池的正极，由 铝箔与电池正极连接，中间是聚合物的隔 膜，它把正极与负极隔开，但锂离子Li+可 以通过而电子e-不能通过，右边是由碳（石 墨）组成的电池负极，由铜箔与电池的负 极连接。电池的上下端之间是电池的电解 质，电池由金属外壳密闭封装。 LiFePO4电池在充电时，正极中的锂离子Li+ 通过聚合物隔膜向负极迁移；在放电过程 中，负极中的锂离子Li+通过隔膜向正极迁 移。锂离子电池就是因锂离子在充放电时 来回迁移而命名的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
20
磷酸铁锂功能用途
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。 锂离子电池的正极材 料有很多种，主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴 酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料，而其它正极材料由于多种原因 ，目前在市场上还没有大量生产。磷酸铁锂也是其中一种锂离子电池。从材料的 原理上讲，磷酸铁锂也是一种嵌入/脱嵌过程，这一原理与钴酸锂，锰酸锂完全相 同。
7. 克容量 -即单位重量的电池或活性物质所能放出的电量 - 单位 mAh/g
26
磷酸铁锂电池
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。 锂离子电池的正极材 料有很多种，主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴 酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料，而其它正极材料由于多种原因 ，目前在市场上还没有大量生产。磷酸铁锂也是其中一种锂离子电池。从材料的 原理上讲，磷酸铁锂也是一种嵌入/脱嵌过程，这一原理与钴酸锂，锰酸锂完全相 同。
4. 无记忆效应
5. 充电性能 - 磷酸铁锂正极材料的锂电池，可以使用大倍率充电，最快可在1小时内将电池 充满。
22
磷酸铁锂物理参数
1. 粒度分布（particle size distribution） -将粉末试样按粒度不同分为若干级，每一级粉末（按质量、按数量或按体积）所占 的百分率。 表示粒度特性的几个关键指标： ① D50：一个样品的累计粒度分布百分数达到50%时所对应的粒径。它的物理意义 是粒径大于它的颗粒占50%，小于它的颗粒也占50%，D50也叫中位径或中值粒径。 D50常用来表示粉体的平均粒度。 ② D97：一个样品的累计粒度分布数达到97%时所对应的粒径。它的物理意义是粒 径小于它的的颗粒占97%。D97常用来表示粉体粗端的粒度指标。 其它如D16、 D90等参数的定义与物理意义与D97相似。
21
磷酸铁锂性能特点
1. 高能量密度 - 其理论比容量为170mAh/g，产品实际比容量可超过140 mAh/g（0.2C, 25°C）;
2. 安全性 -是目前最安全的锂离子电池正极材料； 不含任何对人体有害的重金属元素；
3.-寿在命1长00%DOD条件下，可以充放磷电酸20铁00锂次性以能上； (原因：磷酸铁锂晶格稳定性 好，锂离子的嵌入和脱出对晶格的影响不大，故而具有良好的可逆性。存在的 不足是电子离子传到率差，不适宜大电流的充放电，在应用方面受阻。解决方 法：在电极表面包覆导电材料、掺杂进行电极改性。
25
磷酸铁锂物理参数பைடு நூலகம்
4. 碳含量 （C % ） -单位体积或单位质量中碳元素的含量 -单位：%
5. 水分 - 单位体积或单位质量中水份的含量
6. XRD (X-ray diffraction ) - X射线衍射，通过对材料进行X射线衍射，分析 其衍射图谱，获得材料的成分、材料内部原子 或分子的结构或形态等信息的研究手段。
17
磷酸铁锂简介 碳热还原法优点
18
磷酸铁锂简介 常用原材料
19
磷酸铁锂
磷酸铁锂电极材料主要用于各种锂离子电池. 自1996年日本的NTT首次揭露 AyMPO4(A为碱金属，M为CoFe两者之组合:LiFeCOPO4)的橄榄石结构的锂电池正 极材料之后, 1997年美国德克萨斯州立大学John. B. Goodenough等研究群，也接 着报导了LiFePO4的可逆性地迁入脱出锂的特性，美国与日本不约而同地发表橄榄 石结构(LiMPO4), 使得该材料受到了极大的重视，并引起广泛的研究和迅速的发展 。与传统的锂离子二次电池正极材料，尖晶石结构的LiMn2O4和层状结构的 LiCoO2相比，LiMPO4 的原物料来源更广泛、价格更低廉且无环境污染。
23
磷酸铁锂物理参数
2. 振实密度 （tap density ） - 在规定条件下容器中的粉末经振实后所测得的单位容积的质量。
ρ=m/v 式中： ρ—粉末的振实密度，g/cm³
m—粉料的质量，g v—粉料振实后的体积，cm³
24
磷酸铁锂物理参数
3. 比表面积 （specific surface area） -单位体积或单位质量颗粒的总表面积 单位：㎡/g
更环保
无记忆 效应
•随充随用 •深度放电
更小更轻
•体积铅酸2/3 •重量铅酸1/3
29
磷酸铁锂电池特点
1. 超长寿命 -长寿命铅酸电池的循环寿命在300次左右，最高也就500次
- 磷酸铁锂电池，而磷酸铁锂动力电池，循环寿命达到2000次以上，标准充电使
3
磷酸铁锂简介 磷酸铁锂晶体结构
4
磷酸铁锂简介 磷酸铁锂的优点
➢原料来源丰富、价廉 ➢环境友好，不含任何对人体有害的重金属元素 ➢热稳定性好 ➢循环性能好（在100%DOD条件下，可以充放电2000次以 上）
5
热稳定性好
6
循环性能好
脱嵌
磷铁锰矿
磷酸锂铁矿
7
磷酸铁锂简介 磷酸铁锂的缺点
8
磷酸铁锂简介 如何改善缺点
9
磷酸铁锂简介 碳包覆技术 原料混合式加入
10
磷酸铁锂简介 碳包覆技术 烧结结束时加入
11
磷酸铁锂简介 添加金属粒子
12
磷酸铁锂简介 导电有机物包覆
13
磷酸铁锂简介 掺杂金属离子
14
磷酸铁锂简介 如何获得磷酸铁锂
15
磷酸铁锂简介 高温固相反应法
高温固相反应法典型工艺
16
磷酸铁锂简介 碳热还原法 碳热还原法典型工艺
LFP材料知识介绍
（2011.01.24）
1
磷酸铁锂简介
•什么是磷酸铁锂 •磷酸铁锂的优点与缺点 •如何改善缺点 •如何获得磷酸铁锂
2
磷酸铁锂简介 什么是磷酸铁锂 ?
➢磷酸铁锂是一种无机化合物 ➢属于正交晶系橄榄石型结构，空间群为Pnma ➢磷酸铁锂用于锂离子电池正极材料 ➢其理论比容量为170mAh/g,产品实际比容量可超过140mAh/g ➢主要应用在动力电池方面(HEV,EV,电动工具）
27
磷酸铁锂电池
磷酸铁锂电池是用来做锂离子二次电池的, 现在主要方向是动力电池，相 对NI-MH,Ni-Cd电池有很大优势。
28
磷酸铁锂电池特点
•充放2000次 •效率更高
超长寿命
耐高温
•更高温度工作
使用安全
•不燃烧 •不爆炸
快速充电
•快速充电 •快速放电
更大容量
•比铅酸更大容量
•无重金属 •无污染
磷酸铁锂功能用途
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。 锂离子电池的正极材 料有很多种，主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴 酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料，而其它正极材料由于多种原因 ，目前在市场上还没有大量生产。磷酸铁锂也是其中一种锂离子电池。从材料的 原理上讲，磷酸铁锂也是一种嵌入/脱嵌过程，这一原理与钴酸锂，锰酸锂完全相 同。
7. 克容量 -即单位重量的电池或活性物质所能放出的电量 - 单位 mAh/g
26
磷酸铁锂电池
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。 锂离子电池的正极材 料有很多种，主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴 酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料，而其它正极材料由于多种原因 ，目前在市场上还没有大量生产。磷酸铁锂也是其中一种锂离子电池。从材料的 原理上讲，磷酸铁锂也是一种嵌入/脱嵌过程，这一原理与钴酸锂，锰酸锂完全相 同。
4. 无记忆效应
5. 充电性能 - 磷酸铁锂正极材料的锂电池，可以使用大倍率充电，最快可在1小时内将电池 充满。
22
磷酸铁锂物理参数
1. 粒度分布（particle size distribution） -将粉末试样按粒度不同分为若干级，每一级粉末（按质量、按数量或按体积）所占 的百分率。 表示粒度特性的几个关键指标： ① D50：一个样品的累计粒度分布百分数达到50%时所对应的粒径。它的物理意义 是粒径大于它的颗粒占50%，小于它的颗粒也占50%，D50也叫中位径或中值粒径。 D50常用来表示粉体的平均粒度。 ② D97：一个样品的累计粒度分布数达到97%时所对应的粒径。它的物理意义是粒 径小于它的的颗粒占97%。D97常用来表示粉体粗端的粒度指标。 其它如D16、 D90等参数的定义与物理意义与D97相似。
21
磷酸铁锂性能特点
1. 高能量密度 - 其理论比容量为170mAh/g，产品实际比容量可超过140 mAh/g（0.2C, 25°C）;
2. 安全性 -是目前最安全的锂离子电池正极材料； 不含任何对人体有害的重金属元素；
3.-寿在命1长00%DOD条件下，可以充放磷电酸20铁00锂次性以能上； (原因：磷酸铁锂晶格稳定性 好，锂离子的嵌入和脱出对晶格的影响不大，故而具有良好的可逆性。存在的 不足是电子离子传到率差，不适宜大电流的充放电，在应用方面受阻。解决方 法：在电极表面包覆导电材料、掺杂进行电极改性。
25
磷酸铁锂物理参数பைடு நூலகம்
4. 碳含量 （C % ） -单位体积或单位质量中碳元素的含量 -单位：%
5. 水分 - 单位体积或单位质量中水份的含量
6. XRD (X-ray diffraction ) - X射线衍射，通过对材料进行X射线衍射，分析 其衍射图谱，获得材料的成分、材料内部原子 或分子的结构或形态等信息的研究手段。
17
磷酸铁锂简介 碳热还原法优点
18
磷酸铁锂简介 常用原材料
19
磷酸铁锂
磷酸铁锂电极材料主要用于各种锂离子电池. 自1996年日本的NTT首次揭露 AyMPO4(A为碱金属，M为CoFe两者之组合:LiFeCOPO4)的橄榄石结构的锂电池正 极材料之后, 1997年美国德克萨斯州立大学John. B. Goodenough等研究群，也接 着报导了LiFePO4的可逆性地迁入脱出锂的特性，美国与日本不约而同地发表橄榄 石结构(LiMPO4), 使得该材料受到了极大的重视，并引起广泛的研究和迅速的发展 。与传统的锂离子二次电池正极材料，尖晶石结构的LiMn2O4和层状结构的 LiCoO2相比，LiMPO4 的原物料来源更广泛、价格更低廉且无环境污染。
23
磷酸铁锂物理参数
2. 振实密度 （tap density ） - 在规定条件下容器中的粉末经振实后所测得的单位容积的质量。
ρ=m/v 式中： ρ—粉末的振实密度，g/cm³
m—粉料的质量，g v—粉料振实后的体积，cm³
24
磷酸铁锂物理参数
3. 比表面积 （specific surface area） -单位体积或单位质量颗粒的总表面积 单位：㎡/g
更环保
无记忆 效应
•随充随用 •深度放电
更小更轻
•体积铅酸2/3 •重量铅酸1/3
29
磷酸铁锂电池特点
1. 超长寿命 -长寿命铅酸电池的循环寿命在300次左右，最高也就500次
- 磷酸铁锂电池，而磷酸铁锂动力电池，循环寿命达到2000次以上，标准充电使
3
磷酸铁锂简介 磷酸铁锂晶体结构
4
磷酸铁锂简介 磷酸铁锂的优点
➢原料来源丰富、价廉 ➢环境友好，不含任何对人体有害的重金属元素 ➢热稳定性好 ➢循环性能好（在100%DOD条件下，可以充放电2000次以 上）
5
热稳定性好
6
循环性能好
脱嵌
磷铁锰矿
磷酸锂铁矿
7
磷酸铁锂简介 磷酸铁锂的缺点
8
磷酸铁锂简介 如何改善缺点
9
磷酸铁锂简介 碳包覆技术 原料混合式加入
10
磷酸铁锂简介 碳包覆技术 烧结结束时加入
11
磷酸铁锂简介 添加金属粒子
12
磷酸铁锂简介 导电有机物包覆
13
磷酸铁锂简介 掺杂金属离子
14
磷酸铁锂简介 如何获得磷酸铁锂
15
磷酸铁锂简介 高温固相反应法
高温固相反应法典型工艺
16
磷酸铁锂简介 碳热还原法 碳热还原法典型工艺
LFP材料知识介绍
（2011.01.24）
1
磷酸铁锂简介
•什么是磷酸铁锂 •磷酸铁锂的优点与缺点 •如何改善缺点 •如何获得磷酸铁锂
2
磷酸铁锂简介 什么是磷酸铁锂 ?
➢磷酸铁锂是一种无机化合物 ➢属于正交晶系橄榄石型结构，空间群为Pnma ➢磷酸铁锂用于锂离子电池正极材料 ➢其理论比容量为170mAh/g,产品实际比容量可超过140mAh/g ➢主要应用在动力电池方面(HEV,EV,电动工具）
27
磷酸铁锂电池
磷酸铁锂电池是用来做锂离子二次电池的, 现在主要方向是动力电池，相 对NI-MH,Ni-Cd电池有很大优势。
28
磷酸铁锂电池特点
•充放2000次 •效率更高
超长寿命
耐高温
•更高温度工作
使用安全
•不燃烧 •不爆炸
快速充电
•快速充电 •快速放电
更大容量
•比铅酸更大容量
•无重金属 •无污染