HAWKER 霍克磷酸鐵鋰電池化學反應方程式
2022-08-01 來自: 王澤龍 182 1045 0914
霍克鋰離子電池放電時的電極反應式為
負極反應：C6Li－xe－==C6Li1－x＋xLi+（C6Li表示鋰原子嵌入石墨形成復合材料）
正極反應：Li(1－x)MO2＋xLi+＋xe－==LiMO2（LiMO2表示含鋰的過渡金屬氧化物）
把LiMO2改成LiFePO4就可以了
霍克鋰離子電池的正極是含金屬鋰的化合物，一般為鋰鐵磷酸鹽(如磷酸鐵鋰LiFePO4、磷酸鈷鋰LiCoO2等)，負極是石墨或炭(一般多用石墨)，正負極之間使用有機溶劑作為電解質。在對電池進行充電時，正極上分解生成鋰離子，鋰離子通過電解質進入電池負極，嵌入負極碳層的微孔中。在電池的使用過程中(相當于放電)，嵌在負極微孔中的鋰離子又運動回正極。回到正極的鋰離子越多，放電容量就越高，我們平時所指的電池容量就是放電容量。這樣，在電池充放電過程中，鋰離子不斷地在正負極之間來回奔跑，所以鋰離子電池也被稱為搖椅式電池。
正極反應：LiFePO4?Li1-xFePO4+xLi++xe-；
負極反應：xLi++xe-+6C?LixC6；
總反應式：LiFePO4+6xC?Li1-xFePO4+LixC6。
霍克磷酸鐵鋰電池，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鋰離子電池使用的正極材料。
安全性能的改善
霍克磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵穩固，難以分解，即便在高溫或過充時也不會像鈷酸鋰一樣結構崩塌發熱或是形成強氧化性物質，因此擁有良好的安全性。有報告指出，實際操作中針刺或短路實驗中發現有小部分樣品出現燃燒現象，但未出現一例爆炸事件，而過充實驗中使用大大超出自身放電電壓數倍的高電壓充電，發現依然有爆炸現象。雖然如此，其過充安全性較之普通液態電解液鈷酸鋰電池，已大有改善。
壽命的改善
霍克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。
長壽命鉛酸電池的循環壽命在300次左右，最高也就500次
磷酸鐵鋰電池
磷酸鐵鋰電池
，而磷酸鐵鋰動力電池，循環壽命達到2000次以上，標準充電（5小時率）使用，可達到2000次。同質量的鉛酸電池是“新半年、舊半年、維護維護又半年”，最多也就1~1.5年時間，而磷酸鐵鋰電池在同樣條件下使用，理論壽命將達到7~8年。綜合考慮，性能價格比理論上為鉛酸電池的4倍以上。大電流放電可大電流2C快速充放電，在專用充電器下，1.5C充電40分鐘內即可使電池充滿，起動電流可達2C,而鉛酸電池無此性能。
高溫性能好
霍克磷酸鐵鋰電熱峰值可達350℃-500℃而錳酸鋰和鈷酸鋰只在200℃左右。工作溫度范圍寬廣（-20C--+75C），有耐高溫特性磷酸鐵鋰電熱峰值可達350℃-500℃而錳酸鋰和鈷酸鋰只在200℃左右。
大容量
具有比普通電池（鉛酸等）更大的容量。5AH-1000AH（單體）
無記憶效應
可充電池在經常處于充滿不放完的條件下工作，容量會迅速低于額定容量值，這種現象叫做記憶效應。像鎳氫、鎳鎘電池存在記憶性，而磷酸鐵鋰電池無此現象，電池無論處于什么狀態，可隨充隨用，無須先放完再充電。
重量輕
同等規格容量的磷酸鐵鋰電池的體積是鉛酸電池體積的2/3，重量是鉛酸電池的1/3。
環保
該電池一般被認為是不含任何重金屬與稀有金屬（鎳氫電池需稀有金屬），無毒（SGS認證通過），無污染，符合歐洲RoHS規定，為絕對的綠色環保電池證。所以鋰電池之所以被業界看好，主要是環保考量，因此該電池又列入了“十五”期間的“863”國家高科技發展計劃，成為國家重點支持和鼓勵發展的項目。隨著中國加入WTO，中國電動自行車的出口量將迅速增大，而進入歐美的電動自行車已要求配備無污染電池。
但有專家表示，鉛酸電池造成的環境污染，主要發生在企業不規范的生產過程和回收處理環節。同理，鋰電池屬于新能源行業不錯，但它也不能避免重金屬污染的問題。金屬材料加工中有鉛、砷、鎘、汞、鉻等都有可能會釋放到灰塵和水中。電池本身就是一種化學物質，所以有可能會產生兩種污染：一是生產工程中的工藝排泄物污染；二是報廢以后的電池污染。
霍克磷酸鐵鋰電池也有其缺點：例如低溫性能差，正極材料振實密度小，等容量的磷酸鐵鋰電池的體積要大于鈷酸鋰等鋰離子電池，因此在微型電池方面不具有優勢。而用于動力電池時，磷酸鐵鋰電池和其他電池一樣，需要面對電池一致性問題。
動力電池的對比
目前最有希望應用于動力型鋰離子電池的正極材料主要有改性錳酸鋰（LiMn2O4）、磷酸鐵鋰（LiFePO4）和鎳鈷錳酸鋰（Li(Ni,Co,Mn)O2）三元材料。鎳鈷錳酸鋰三元材料由于鈷的資源缺乏與鎳、鈷成高和價格波動大等原因，普遍認為很難成為電動汽車用動力型鋰離子電池的主流，但可以與尖晶石錳酸鋰在一定范圍內混合使用。
行業應用
涂碳鋁箔為鋰電產業帶來技術革新和產業提升
提升鋰電產品性能，改善放電倍率[1]
隨著國內電池廠商對電池性能要求的日益提高，國內普遍認同新能源電池材料：導電材料&導電涂層鋁箔/銅箔。
其優勢在于：在處理電池材料的時候，常擁有高倍率充放電性能好，較大比容量，但循環穩定性較差，衰減較為嚴重等原因，不得不做取舍放棄。
產品應用，高爾夫球包車電池組中中
產品應用，高爾夫球包車電池組中中
這是個神奇的涂層，將電池的性能提高，帶入新紀元。
導電涂層是由分散好的納米導電石墨包覆顆粒等所組成。它能提供極佳的靜態導電性能，是一層保護能量吸收層。它也能提供好的遮蓋防護性能。涂層有水性的和溶劑性的，能應用在鋁片，銅片，不銹鋼，鋁和鈦雙極板上。
涂碳涂層對鋰電池的性能帶來以下提升
1.降低電池內阻，抑制充放電循環過程中的動態內阻增幅；
2.顯著提高電池組的一致性，降低電池組成本；
3.提高活性材料和集流體的粘接附著力，降低極片制造成本；
4.減小極化，提高倍率性能，減低熱效應；
5.防止電解液對集流體的腐蝕；
6.綜合因子進而延長電池使用壽命。
7.涂層厚度：常規單面厚1～3μm。
日本和韓國近幾年主要開發以改性錳酸鋰和鎳鈷錳酸鋰三元材料為正極材料的動力型鋰離子電池，如豐田和松下合資成立的PanasonicEV能源公司、日立、索尼、新神戶電機、NEC、三洋電機、三星以及LG等。美國主要開發以磷酸鐵鋰為正極材料的動力型鋰離子電池，如A123系統公司、Valence公司，但美國的主要汽車廠家在其PHEV與EV中卻選擇錳基正極材料體系動力型鋰離子電池，并且據說美國A123公司在考慮進軍錳酸鋰材料領域，而德國等歐洲國家主要采取和其它國家電池公司合作的方式發展電動汽車，如戴姆勒奔馳和法國Saft聯盟、德國大眾與日本三洋協議合作等。目前德國的大眾汽車和法國的雷諾汽車在本國政府的支持下也正在研發和生產動力型鋰離子電池。