什么是磷酸鐵鋰?

磷酸鐵鋰圖

功能用途

磷酸鐵鋰電極材料主要用于各種鋰離子電池.

自1996年日本的NTT首次揭露AyMpO4(A為堿金屬，M為CoFe兩者之組合:LiFeCOpO4)的橄欖石結(jié)構(gòu)的鋰電池正極材料之后,1997年美國(guó)德克薩斯州立大學(xué)John.B.Goodenough等研究群，也接著報(bào)導(dǎo)了LiFepO4的可逆性地遷入脫出鋰的特性，美國(guó)與日本不約而同地發(fā)表橄欖石結(jié)構(gòu)(LiMpO4),使得該材料受到了極大的重視，并引起廣泛的研究和迅速的發(fā)展。與傳統(tǒng)的鋰離子二次電池正極材料，尖晶石結(jié)構(gòu)的LiMn2O4和層狀結(jié)構(gòu)的LiCoO2相比，LiMpO4的原物料來(lái)源更廣泛、價(jià)格更低廉且無(wú)環(huán)境污染。

磷酸鐵鋰性能

1.高能量密度，其理論比容量為170mAh/g，產(chǎn)品實(shí)際比容量可超過(guò)140mAh/g（0.2C,25°C）;

2.安全性，是目前最安全的鋰離子電池正極材料；不含任何對(duì)人體有害的重金屬元素；

3.壽命長(zhǎng)。在100%DOD條件下，可以充放電2000次以上；(原因：磷酸鐵鋰晶格穩(wěn)定性好，鋰離子的嵌入和脫出對(duì)晶格的影響不大，故而具有良好的可逆性。存在的不足是電子離子傳到率差，不適宜大電流的充放電，在應(yīng)用方面受阻。解決方法：在電極表面包覆導(dǎo)電材料、摻雜進(jìn)行電極改性。)

4.記憶效應(yīng)；

5.充電性能，磷酸鐵鋰正極材料的鋰電池，可以使用大倍率充電，最快可在1小時(shí)內(nèi)將電池充滿(mǎn)。

國(guó)內(nèi)國(guó)際磷酸鐵鋰材料生產(chǎn)商：

國(guó)內(nèi)：天津斯特蘭北大先行湖南瑞翔蘇州恒正其中天津斯特蘭現(xiàn)在材料穩(wěn)定批量產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)北大先行小批量生產(chǎn)國(guó)際：加拿大phostech、美國(guó)Valence、美國(guó)A123、日本sony.其中A123規(guī)模最大且得到美國(guó)政府的大力資助。

新穎性及特點(diǎn)

磷酸鐵鋰是一種新型鋰離子電池電極材料。目前全球已經(jīng)有很多廠家開(kāi)始了工業(yè)化生產(chǎn)，國(guó)外美國(guó)Valence（威能）公司和A123（高博），國(guó)內(nèi)天津斯特蘭，北大先行等。其特點(diǎn)是放電容量大，價(jià)格低廉，無(wú)毒性，不造成環(huán)境污染。世界各國(guó)正競(jìng)相實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

但是其振實(shí)密度低，影響電容量。

目前主要的生產(chǎn)方法為活法，產(chǎn)品指標(biāo)不穩(wěn)定。

鋰離子電池的性能主要取決于正負(fù)極材料，磷酸鐵鋰作為鋰電池正極材料是近幾年才出現(xiàn)的事，國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)出大容量磷酸鐵鋰電池是2005年7月。其安全性能與循環(huán)壽命是其它材料所無(wú)法相比的，這些也正是動(dòng)力電池最重要的技術(shù)指標(biāo)。1C充放循環(huán)壽命達(dá)2000次。單節(jié)電池過(guò)充電壓30V不燃燒，穿刺不爆炸。磷酸鐵鋰正極材料做出大容量鋰離子電池更易串聯(lián)使用。以滿(mǎn)足電動(dòng)車(chē)頻繁充放電的需要。具有無(wú)毒、無(wú)污染、安全性能好、原材料來(lái)源廣泛、價(jià)格便宜，壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，是新一代鋰離子電池的理想正極材料。

本項(xiàng)目屬于高新技術(shù)項(xiàng)目中功能性能源材料的開(kāi)發(fā)，是國(guó)家“863”計(jì)劃、“973”計(jì)劃和“十一五”高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃重點(diǎn)支持的領(lǐng)域。

磷酸鐵鋰電池的低溫性能是令人擔(dān)心的。盡管人們通過(guò)各種方法（例如鋰位、鐵位、甚至磷酸位的摻雜改善離子和電子導(dǎo)電性能，通過(guò)改善一次或二次顆粒的粒徑及形貌控制有效反應(yīng)面積、通過(guò)加入額外的導(dǎo)電劑增加電子導(dǎo)電性等）改善磷酸鐵鋰的低溫性能，但是磷酸鐵鋰材料的固有特點(diǎn)，決定其低溫性能劣于錳酸鋰等其他正極材料。一般情況下，對(duì)于單只電芯（注意是單只而非電池組，對(duì)于電池組而言，實(shí)測(cè)的低溫性能可能會(huì)略高，這與散熱條件有關(guān)）而言，其0℃時(shí)的容量保持率約60～70％，－10℃時(shí)為40～55％，－20℃時(shí)為20～40％。這樣的低溫性能顯然不能滿(mǎn)足動(dòng)力電源的使用要求的。當(dāng)前一些廠家通過(guò)改進(jìn)電解液體系、改進(jìn)正極配方、改進(jìn)材料性能和改善電芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等使磷酸鐵鋰的低溫性能有所提升，但還未真正滿(mǎn)足需求。