4、磷酸铁锂（LiFePO 4）

1996年，德克萨斯大学发现磷酸盐可作为再充电锂电池的阴极材料。磷酸锂具有良好的电化学性能和低电阻。这是通过纳米级磷酸盐阴极材料实现的。主要优点是高额定电流和长循环寿命；良好的热稳定性，增强了安全性和对滥用的容忍度。

磷酸铁锂是一种化合物 LiFePO4 或简称“LFP”。LFP 具有良好的电化学性能、低电阻，是可用于锂离子电池的最安全、最稳定的正极材料之一。

什么是磷酸铁锂电池？

磷酸铁锂电池是一种以磷酸铁锂为正极材料储存锂离子的锂离子电池。LFP 电池通常使用石墨作为负极材料。LFP 电池的化学成分使它们具有高额定电流、良好的热稳定性和较长的生命周期。

大多数磷酸铁锂电池都有四个串联的电池单元。LFP 电池的标称电压为 3.2 伏。串联四个 LFP 电池会产生 12 伏电池，这是许多 12 伏铅酸电池的绝佳替代选择。

磷酸铁锂 Vs。替代锂离子类型

磷酸铁锂只是众多锂离子电池中的一种。改变阴极的化合物可以制造出不同种类的锂离子电池。一些最常见的选择是锂钴氧化物 (LCO)、锂锰氧化物 (LMO)、锂镍钴铝氧化物 (NCA)、锂镍锰钴氧化物 (NMC) 和钛酸锂 (LTO)。

这些电池类型中的每一种都有不同的优势和劣势，使其非常适合不同的应用。查看这些电池类型的主要特性，我们可以看到磷酸铁锂电池的位置以及它们最适合哪些应用。

能量密度

在其他锂离子类型中，LFP 电池具有最高的特定额定功率之一。换句话说，高比功率意味着 LFP 电池可以提供大量电流和功率而不会过热。

另一方面，重要的是要记住 LFP 电池的比能量等级最低。低比能量意味着 LFP 电池的单位重量能量存储容量低于其他锂离子电池。这通常不是什么大问题，因为可以通过并联多个电池来增加电池组的容量。对于需要在非常轻的空间中具有极高能量密度的应用（例如纯电动汽车），这可能并不理想。

电池生命周期

磷酸铁锂电池的寿命从大约 2,000 次完全放电循环开始，并根据放电深度而增加。Dragonfly Energy 使用的电池芯和内部电池管理系统 (BMS) 已经过超过 5,000 次完全放电循环的测试，同时保留了原始电池容量的 80%。

LFP 的寿命仅次于钛酸锂。然而，LTO 电池历来是最昂贵的锂离子电池选项，这使得它们对于大多数应用来说成本过高。

放电率

放电率以电池容量的倍数来衡量，这意味着 100Ah 电池的 1C 放电率是 100A 连续。市售的 LFP 电池传统上具有 1C 的连续放电额定值，但根据电池管理系统的不同，可能会在短时间内超过该额定值。

LFP 电池本身通常可以安全地提供短时间的 25C 放电。超过 1C 的能力使您可以在可能在电流消耗中具有启动尖峰的高功率应用中使用 LFP 电池。

工作温度

LFP 电池直到 270 摄氏度左右才会进入热失控状态。与其他常见的锂离子电池选项相比，LFP 电池具有第二高的工作温度限制。

超过锂离子电池的温度限制会导致损坏，并可能导致热失控，从而可能导致火灾。LFP 的高运行极限显着降低了发生热失控事件的可能性。LFP 与高质量 BMS 相结合，可在这些条件（约 57 摄氏度）之前关闭电池，具有显着的安全优势。

安全优势

LFP 电池是所有锂离子选项中稳定的化学成分之一。这种稳定性使它们成为面向消费者和工业应用的最安全选择之一。

唯一另一个相对安全的选择是钛酸锂，它通常成本过高，并且在大多数情况下无法在正确的电压下运行以替代 12V。

图9：典型磷酸锂电池成分 磷酸锂具有良好的安全性和长寿命，比能量适中，自放电能力增强。

汇总表

表10：磷酸铁锂的特性