磷酸鐵鋰(LiFePO4)電池比一般的鋰離子電池更安全，具有可提供5~100AH容量的一系列大電芯尺寸，比傳統(tǒng)電池具有長得多的回圈壽命。其中，圓柱形磷酸鐵鋰電池是所有系列中最熱門的產(chǎn)品之一，它們具有許多優(yōu)異功能：

高能量密度，270~340Wh/L；這意味著工作時間長。

穩(wěn)定的放電電壓。

同一批次不同電芯之間的良好一致性。

回圈壽命長，2,000次充放電后，還剩余80%容量。

快速充電，可在1小時內(nèi)完成充電。

安全和耐高溫性能。

磷酸鐵鋰是一種鋰離子電池，因為能量以相同方式儲存，它移動和儲存鋰離子而不是鋰金屬。這些電芯和電池不僅具有高容量，且可提供高功率。目前，大功率磷酸鐵鋰電池現(xiàn)已成為現(xiàn)實，它們可用作儲能單元或電源。

此外，磷酸鐵鋰電池是有史以來生命力最旺盛的電池之一。實驗室的測試資料顯示，它具有最多2,000次充/放電回圈，這是由于磷酸鐵極其堅固的晶體結(jié)構(gòu)，其在充放電期間不會因鋰離子的反覆嵌入和脫嵌而分解。

雖然含有鋰鈷氧化物(LiCoO2)的小容量鋰離子(聚合物)電池提供了最佳的品質(zhì)能量密度和體積能量密度，但鋰鈷氧化物非常昂貴，且對大容量鋰離子電池不安全。最近，磷酸鐵鋰已成為大容量和高功率應(yīng)用商用鋰離子(和聚合物)電池材料的「最佳選擇」，如用于筆記型電腦、電動工具、電動輪椅、電動自行車、電動汽車和電動巴士。

磷酸鐵鋰電池具有混合特性：它與鉛酸電池(LA Battery)一樣安全，也與鋰離子電池一樣強大。以下列出含有磷酸鐵鋰的大規(guī)格鋰離子(和聚合物)電池的優(yōu)點。

常規(guī)充電

在傳統(tǒng)的鋰離子充電過程中，含有磷酸鐵鋰的常規(guī)鋰離子電池需要兩個步驟才能充滿電。

步驟1：使用恒流(CC)充電、達到約60~70%的充電狀態(tài)(SOC)；當(dāng)每個電芯的充電電壓達到3.65V時(這是有效充電電壓的上限)，進入步驟2，恒壓(CV)充電。從CC轉(zhuǎn)到CV意味著充電電流受到電池在該電壓下可接受電流的限制，因此，充電電流逐漸減小，就像透過電阻為電容充電一樣，電壓漸漸達到最終值。

用時間計算的話：步驟1(60~70%的SOC)需要約一到兩個小時；步驟2(30~40%的SOC)也是需要兩小時左右。

由于可在不分解電解質(zhì)的情況下對磷酸鐵鋰電池施加過電壓，因此可以僅透過CC的步驟1來充電以達到95%的SOC，或利用CC+CV充電以獲得100%的SOC。這與鉛酸電池安全強制充電方式類似，最短總充電時間約為兩小時。

大的過充電容差和更安全的性能

磷酸鐵鋰電池具有很窄的過充電容差，在每電芯4.2V充電電壓值之上約0.1V，這也是充電電壓的上限。超過4.3V的連續(xù)充電不是減損電池性能(例如縮短回圈壽命)，就是導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸。

磷酸鐵鋰電池具有比其每個電芯3.5V的充電電壓、寬得多的約0.7V的過充電容限。一個磷酸鐵鋰電池的每個電芯可以安全地過充電到4.2V，但更高的電壓將開始分解有機電解質(zhì)。然而，通常使用鉛酸電池充電器為12V 4電芯串聯(lián)電池組充電，無論是交流供電還是使用汽車的交流發(fā)電機，這些充電器的最大電壓為14.4V。它可正常工作，但鉛酸充電器會將浮充電壓降低到13.8V，因此通常會在磷酸鐵鋰電池組達到100%滿量前停止充電，因此，需要特殊的磷酸鐵鋰充電器才能可靠地達到100%的容量。

由于安全系數(shù)增加，這些電池組是大容量和高功率應(yīng)用的首選。從大的過充電容差和安全性能的角度來看，磷酸鐵鋰電池類似鉛酸電池。

能量密度比鉛酸電池高三倍

鉛酸電池是含水系統(tǒng)。放電時，額定單電芯電壓為2V。鉛是重金屬，其比容量(specific capacity)僅為44Ah/kg。相比之下，磷酸鐵鋰電池是非水系統(tǒng)，在放電時，具有3.2V的額定電壓。其比容量超過145Ah/kg。因此，磷酸鐵鋰電池的重量能量密度為130Wh/kg，是鉛酸電池(35Wh/kg)的四倍，高三倍的能量密度使磷酸鐵鋰電池在技術(shù)用途上比鉛酸電池更受青睞。

成本更低

磷酸鐵鋰電池具有的較大過充電容差和自平衡特性，可簡化電池保護及均衡電路板設(shè)計，降低了成本。一步完成的充電過程允許使用更簡單的傳統(tǒng)充電器為磷酸鐵鋰電池充電，而不是非得使用昂貴的專業(yè)鋰離子電池充電器。

更長的回圈壽命

與回圈壽命為400次的鋰鈷氧化物電池相比，磷酸鐵鋰電池的回圈壽命延長至2,000次。

高溫性能

鋰鈷氧化物電池在高溫(例如60℃)下工作是很危險的。然而，磷酸鐵鋰電池在高溫下可工作得更好，由于更高的鋰離子電導(dǎo)率，它可提供額外的10%容量。

磷酸鐵鋰電池主要優(yōu)點包括：

與鎳基可充電電池(與其他鋰離子電池不同)一樣，磷酸鐵鋰電池的放電電壓非常穩(wěn)定。放電期間電壓保持在3.2V左右，直到電芯耗盡。

這樣可以讓電芯在充分放電之前提供幾乎全部功率。

它可以大大簡化甚至消除對穩(wěn)壓電路的需求。

誤操作時(特別是在充電過程中)，鋰鐵磷酸鹽電芯極難點燃，盡管任何完全充電的電池只能將過充電的能量作為熱量耗散。因此，仍然可能因誤用導(dǎo)致電池故障。通常情況下磷酸鐵鋰電池在高溫下不會分解。

磷酸鐵鋰電芯的容量損失率(或更長的儲存壽命)比鋰離子電池化學(xué)品(如鋰鈷氧化物的鈷或LiMn2O4的錳)慢。

因為磷酸鐵鋰的能量密度下降較慢，在貨架上放置一年后，磷酸鐵鋰電池通常具有與鋰鈷氧化物鋰離子電池大致相同的能量密度。

文章來源:EET 電子工程專輯