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磷酸铁锂电池

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LiCo

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产品详情

磷酸铁锂的应用领域主要有:

⑴ 储能设备

太阳能、风力发电系统之储能设备，不断电系统UPS，配合太阳能电池使用作为储能设备(比亚迪已经在生产此类电池);

⑵ 电动工具类

高功率电动工具(无线)，电钻、除草机等;

⑶ 轻型电动车辆

电动机车，电动自行车，休闲车，高尔夫球车，电动推高机，清洁车，混合动力汽车(HEV)，近期2-3年的目标;

⑷ 小型设备

医疗设备:电动轮椅车，电动代步车)，玩具(遥控电动飞机，车，船);

⑸ 其它小型电器

矿灯，植入性的医疗器械(磷酸铁锂无毒性，锂电池仅铁锂可满足要求) ，替代铅酸，镍氢，镍镉，锂钴，锂锰类电池在小型电器上的应用。

(6)移动电源

德国新能源公司Deboch经过长期研究，成功研发和量产了复合纳米材料的磷酸铁锂电池，提高了单位容量比，克服了磷酸铁锂单位体积过大，不适用于数码产品领域的难题。现在单节32650(直径32mm，长度65mm)规格电池，容量突破6000mAh，通过两节搭配，就能达到12000mAh。移动电源能量高达38.4Wh，足以给5.3Wh(1432mAh)的iPhone4S充电近6次，适合长途户外旅行的用户。

性能

高能量密度，

其理论比容量为170 mAh/g，产品实际比容量可超过140 mAh/g(0.2C,25°C);

折叠安全性，

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;

折叠寿命长

在100%DOD条件下，可以充放电2000次以上;(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。存在的不足是电极离子传导率差，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。)

磷酸铁锂电池的使用寿命与其使用温度息息相关，使用温度过低或者过高在其充放电过程及使用过程均产生极大不良隐患。尤其在中国北方电动汽车上使用，在秋冬季磷酸铁锂电池无法正常供电或供电电源过低，需调节其工作环境温度保持其性能。目前，国内解决磷酸铁锂电池恒温工作环境需考虑空间限制问题，较普遍的解决方案是使用气凝胶毡作为保温层。

主要组成

迄今研究最多的正极材料是LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4 及以上三种材料的衍生物，如LiNi0.8Co0.2O2、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 等。

LiCoO2 是唯一大规模商品化的正极材料，目前90%以上的商品化锂离子电池采用LiCoO2 作为正极材料。LiCoO2 的研究比较成熟，综合性能优良，但价格昂贵，容量较低，存在一定的安全性问题。

LiNiO2 成本较低，容量较高，但制备困难，材料性能的一致性和重现性差，存在较为严重的安全问题。LiNi0.8Co0.2O2 可看成LiNiO2 和LiCoO2的固溶体，兼有LiNiO2 和LiCoO2 的优点，一度被人们认为是最有可能取代LiCoO2 的新型正极材料，但仍存在合成条件较为苛刻(需要氧气气氛)、安全性较差等缺点，综合性能有待改进;同时由于含较多昂贵的Co，成本也较高。

尖晶石LiMn2O4 成本低，安全性好，但循环性能尤其是高温循环性能差，在电解液中有一定的溶解性，储存性能差。

新型的三元复合氧化物镍钴锰酸锂(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)材料集中了LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4等材料的各自优点:成本与LiNi0.8Co0.2O2 相当，可逆容量大，结构稳定，安全性较好，介于LiNi0.8Co0.2O2 和LiMn2O4 之间，循环性能好，合成容易;但由于含较多昂贵的Co，成本也较高。对中大容量、中高功率的锂离子电池来说，正极材料的成本、高温性能、安全性十分重要。

上述LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4 及其衍生物正极材料尚不能满足要求。因此，研究开发能用于中大容量、中高功率的锂离子电池的新型正极材料成为当前的热点。

正交橄榄石结构的LiFePO4 正极材料已逐渐成为国内外新的研究热点。初步研究表明，该新型正极材料集中了LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4 及其衍生物正极材料的各自优点:不含贵重元素，原料廉价，资源极大丰富;工作电压适中(3.4V);平台特性好，电压极平稳(可与稳压电源媲美);理论容量大(170mAh/g);结构稳定，安全性能极佳(O 与P 以强共价键牢固结合，使材料很难析氧分解);高温性能和热稳定性明显优于已知的其它正极材料;循环性能好;充电时体积缩小，与碳负极材料配合时的体积效应好;与大多数电解液系统兼容性好，储存性能好;无毒，为真正的绿色材料。

与LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4 及其衍生物正极材料相比，LiFePO4 正极材料在成本、高温性能、安全性方面具有突出的优势，可望成为中大容量、中高功率锂离子电池首选的正极材料。

该材料的产业化和普及应用对降低锂离子电池成本，提高电池安全性，扩大锂离子电池产业，促进锂离子电池大型化、高功率化具有十分重大的意义，将使锂离子电池在中大容量UPS、中大型储能电池、电动工具、电动汽车中的应用成为现实。