lfp全攻略

➤鋰離子電池或聚合物鋰電池是目前能量密度最高的電池,但是價格太高,比較適合應用在小型電子產品,應用在大容量的電池上仍然有所限制,例如:全球第一台成功上市使用鋰電池的電動車,應該算是 TESLA (TSLA-US)公司生產的 Model S,但是仍然由於大容量的鋰電池售價太高,造成銷售量受到限制。 傳統的鋰離子電池所使用的陰極材料鋰鈷氧化物(LiCoO2)、鋰鎳氧化物(LiNiO2)、鋰錳氧化物(LiMn2O4)成本較高,這些陰極材料的金屬元素中,鈷價格最高,而且地球儲存量不多,鎳、錳比較便宜,但是仍然不夠便宜。 而鐵(Fe)是最便宜的材料,因此 1996 年開始,日本的 NTT 公司首次發表使用鋰鐵鈷氧化物(LiFeCoPO4)做為陰極材料。 至於沒有使用鈷的磷酸鐵鋰電池,可以採用較大電流充放電、不容易熱失控導致起火與使用壽命長的優點,一直是低價電動車的首選。 再加上技術不斷提升,能量密度也提升至較為實用的程度,考量到成本價差已達到 10 ~ 15% 的情況下,競爭力越來越高。 磷酸锂铁(分子式LiFePO4,Lithium Iron Phosphate ,又称磷酸铁锂、锂铁磷,简称LFP),是一种锂离子电池的正极材料,也称为锂铁磷电池,特色是不含钴等贵重元素,原料价格低且磷、锂、铁存在于地球的资源含量丰富,不会有供料问题。

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LFP电池和一般锂电池同为绿色环保电池,但两者最大不同点是LFP电池完全没有过热或爆炸等安全性顾虑,再加上电池循环寿命约是锂电池的4~5倍,高于锂电池8~10倍高放电功率(可瞬间产生大电流),加上同样能量密度下整体重量,约较锂电池减少30~50%。 因此受到军事、汽车、电池等等与电能相关领域的重视,锂电池厂纷纷投入这种新型动力锂电池的生产,目标市场就是电动自行车与电动公交车。 美國汽車產業預估 2010 年全美的油電混合車將超過 400 lfp 萬輛,美國通用汽車在 2007 年公開展示插電式油電混合動力車(PHEV:Plug-in Hybrid Electric Vehicle)的概念車「Chevrolet lfp Volt lfp Concept」,只要接上一般家用電源就可以為磷酸鋰鐵電池充電。 A123 公司甚至獲得了美國政府數千萬美元的補助,希望扶植美國的鋰電池業者,利用油電混合車的發展擊敗遙遙領先的日本汽車業者。 ➤放電:陽極材料(鋰離子嵌入石墨)放出電子與鋰離子(Li+),電子流入元件可以推動元件工作,鋰離子則經由高分子聚合物薄膜到達陰極材料(磷酸鋰鐵),如<圖一(a)>所示,最後鋰離子與電子在陰極結合。

lfp: 香水是每個人最獨特的風格呈現

香水和每個人的氣味,都應該是具有獨特性並具有標誌性的,而唯有透過每個人感受與創造氣味,才能追尋出每個不同自我。 ➤鉛蓄電池的價格最低,但是體積能量密度(每公升可以儲存多少能量)太低,續航力不足,必須用很大的電池才能儲存足夠的電能,因此實用性不高。 ➤工作溫度範圍大:當外部工作環境溫度為 65 度 C 時,電池內部溫度高達 95 度 C,電池放電結束後溫度高達 160 度 lfp C,但是仍然可以保持電池的結構安全。

➤可以輸出高電壓高電流:磷酸鋰鐵電池的標準放電率為 2~5C,連續高電流放電率可達 10C,瞬間脈衝放電率可達 20C,換句話說,磷酸鋰鐵電池可以大電流放電。 雖然特斯拉車價降幅14-16%,和電池價差13%幅度差不多,但如果拿50度電池去計算,價格也不過差1900鎂而已。 【請注意】上述內容經過適當簡化以適合大眾閱讀,與產業現狀可能會有差異,若您是這個領域的專家想要提供意見,請自行聯絡作者;若有產業與技術問題請參與社群討論。 LFP 專注於每一支香水的誕生,協助每個人從嗅覺體驗、調香實作中,創造專屬自己的獨特氣味,讓香水不再是大量複製,而是可以詮釋無二的個人特色。 本網站所提供之股價與市場資訊來源為:TEJ 台灣經濟新報、EOD Historical Data、公開資訊觀測站等。

lfp: 磷酸鋰鐵電池的特性

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若不考虑电子导电性的限制,锂离子在橄榄石结构中的迁移是通过一维通道进行的,并且锂离子的扩散系数高,并且LiMPO4经过多次充放电,橄榄石结构依然稳定,铁原子依然处于八面体位置,可以做为循环性能优良的正极材料。 目前三元鋰電池提升能量密度的方法,通常是透過更改鋰電池當中鈷和鎳的比例為主,但是目前全球有 60% 的鈷是由剛果共和國開採,由於該國的武裝衝突與人權問題影響供應量與價格,因此從 1995 年以來價格已飆升 6 倍之譜,因此對於利潤較高或是強調性能的車款來說,才會考慮搭載成本較高的三元鋰電池。 由於磷酸鋰鐵電池和一般鋰離子電池比較起來,完全沒有過熱或爆炸等安全性顧慮,充放電次數是大約 4~5 倍,放電率大約 8~10 倍(可瞬間產生大電流),包括:通用汽車(General Motors, GM-US)、福特(FORD, F-US)汽車、豐田汽車等業者都高度重視磷酸鋰鐵電池的發展。 ➤能量密度有待提升:磷酸鐵鋰電池的能量密度只有傳統鋰離子電池或聚合物鋰電池的 60~70% 左右,能量密度有待提升,不過比起鎳氫電池能量密度仍然提升了 70% 以上,讓應用的範圍更廣。 前面提到,磷酸鐵鋰版本 Model 3 SR+ 壓低售價後殺到血流成河,不斷推升每個月中國市場的交車量,所以特斯拉開始將其陸續輸出到歐洲、日本、香港等市場,並且立刻調降當地售價達 14 ~ 16% 之多,創造出來的 CP 值堪稱消費者與車廠雙贏局面。

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其工作电压适中(3.2V)、电容量大(170mAh/g)、高放电功率、可快速充电且循环寿命长,在高温与高热环境下的稳定性高。 这个看似不起眼却引发锂电池革命的新材料,为橄榄石结构分类中的一种,矿物学中的学名称为( triphyllite ),是从希腊字的Tri以及 fylon两个字根而来,在矿石中的颜色可为灰色,红麻灰色,棕色或黑色,相关的矿物数据可参考相关网站。 目前電動車所使用的電池,依據正極材料不同可大致區分為鈷酸鋰 、磷酸鐵鋰 與三元材料 (NCM、NCA),這當中常常被拿出來討論比較的是後面兩種電池。 lfp 其中三元材料製成的鋰電池因為能量密度大 (體積小,儲能高) ,雖然價格較高且循環壽命較短,對於需要長距離續航力需求的載具來說仍是首選;而磷酸鐵鋰電池能量密度較小,但是穩定性高、價格低,因此常用於短程距離需求或低價訴求的載具上。

也因此特斯拉在 Q3 財報上宣布未來其下入門車款 Model 3 SR+ 和 Model Y SR 將會全面改用磷酸鐵鋰電池一點都不意外,畢竟製造成本降低後,消費者的接受度並沒有衰退,對於公司來說優點大於缺點太多。 過去特斯拉靠著和日本松下共同合作開發的三元鋰電池 大殺四方,並且在中國上海工廠開始製造搭載磷酸鐵鋰電池的 Model 3 與 Model Y 後進一步壓低造車成本,更是殺到血流成河的地步。 雖然磷酸鐵鋰電池有不容易準確預估剩餘電量的缺點,不過特斯拉在調較過自家的 BMS 軟體後已透過 OTA 更新解決這個問題,後續沒有再聽到消費者對此有太多抱怨。 ➤使用安全性高:當電池內部或外部破裂,仍然不燃燒、不爆炸,也不會因為過度充電或放電及短路等操作不當而引起燃燒或爆炸,這是其他鋰離子電池沒有的特性。 ➤充電:外加電壓使陰極材料(磷酸鋰鐵)放出鋰離子(Li+),鋰離子經由高分子聚合物薄膜回到陽極材料(鋰離子嵌入石墨),恢復原來的狀態,如<圖一(b)>所示。 磷酸鋰鐵電池最上游的化合物專利由三家專業材料公司掌握,包括:A123(已破產)公司的 Li1-xMFePO4、Phostech 公司的 LiMPO4、立凱(5227-TW)公司的 LiFePO4-MO,同時也已經發展出十分成熟的量產技術。

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柯文思

柯文思

Eric 於國立臺灣大學的中文系畢業,擅長寫不同臺灣的風土人情,並深入了解不同範疇領域。