一（yī）、介绍

磷酸（suān）铁锂电池（chí）属于（yú）锂离子二（èr）次电池，一个（gè）主要（yào）用途是用于动力（lì）电池，相（xiàng）对NI-MH、Ni-Cd电池有很大优势。磷酸铁锂电池充放电（diàn）效（xiào）率较（jiào）高，倍率放电情况下充放电效率可达90%以上，而铅酸电池约为80%。

二、优势（shì）

1.安全性（xìng）能（néng）的改（gǎi）善（shàn）

磷酸铁锂晶体中的P-O键稳固，难以分解，即便在高温或过充时也不会像钴酸锂一样结构崩塌发热或是形成强（qiáng）氧化性物（wù）质，因（yīn）此拥有良（liáng）好的安全性。有（yǒu）报告指出，实际操作（zuò）中针刺或短（duǎn）路实验中发现（xiàn）有小部分样品出现燃烧现（xiàn）象，但未出（chū）现一例爆炸事件，而过充实验中使用大大超出（chū）自身放电电压数倍的高电（diàn）压充电，发现依然有爆炸现象。虽然（rán）如此，其过充安全性较（jiào）之普通液态电（diàn）解（jiě）液钴酸锂电池，已大有改善。

2.寿（shòu）命的改善

长寿命铅酸（suān）电池的循（xún）环（huán）寿命（mìng）在300次（cì）左右，最高也就（jiù）500次，而磷酸铁锂（lǐ）动（dòng）力电池，循环寿命达（dá）到2000次以上，标准充电(5小时率)使用，可达到2000次。同质（zhì）量的铅酸电池是“新半（bàn）年、旧半年、维护维护又半年”，最多也就（jiù）1~1.5年（nián）时间，而磷酸（suān）铁锂电池在同样条件（jiàn）下使用，理（lǐ）论寿命将达到7~8年。综合考虑，性能价（jià）格比理论上（shàng）为铅酸电池的4倍（bèi）以上。大（dà）电流放电可大电流2C快速充放电，在专用充电器下，1.5C充电（diàn）40分钟内即可使电池充满，起动电流可达2C,而铅酸电池无此（cǐ）性能。

3.高温（wēn）性能（néng）好

磷酸铁锂电热（rè）峰值可达350℃-500℃而锰酸锂和钴酸锂只在200℃左右。工作温度范围宽广(-20C--+75C)，有耐（nài）高温特性（xìng）磷（lín）酸铁锂电热峰值可达350℃-500℃，而锰酸锂和钴（gǔ）酸（suān）锂只在200℃左右（yòu）。

4.大（dà）容量

具有比普通电池(铅酸等)更（gèng）大的容（róng）量。单体容量为5AH-1000AH。

5.无记忆效应

可充电池在（zài）经常处于充满（mǎn）不放（fàng）完（wán）的条件下工作，容量会迅速低于额定容量值，这种（zhǒng）现象叫做（zuò）记忆效应。像（xiàng）镍氢、镍镉电池存在记忆（yì）性，而磷酸铁锂电（diàn）池无此现象，电池无论处于什么状态，可随（suí）充随用，无须先放完再充电。

6.重量轻

同等规格容量的磷酸铁锂电池（chí）的体积是铅酸电池体积的2/3，重量是铅酸电池的1/3。

7.环（huán）保（bǎo）

该电（diàn）池一般被认为（wéi）是不（bú）含（hán）任（rèn）何重金属与稀有金属(镍（niè）氢电池需（xū）稀（xī）有金属（shǔ）)，无毒（dú）(SGS认（rèn）证通过（guò）)，无污染，符合欧洲（zhōu）RoHS规定，为绝对的绿色环保电池证。所以（yǐ）锂电（diàn）池之所以被（bèi）业界看好（hǎo），主要是环保考量（liàng），因此该电池又（yòu）列入了“十五”期（qī）间的“863”国家高（gāo）科技发展计（jì）划，成为国家重点支持和鼓励（lì）发（fā）展的（de）项（xiàng）目。随着中国加（jiā）入（rù）WTO，中（zhōng）国电动（dòng）自行车的出口量将迅速（sù）增大，而（ér）进入欧美的电动自行（háng）车（chē）已要求配备无（wú）污（wū）染电池。

三、缺点

一种材料是否具有应（yīng）用发展潜力（lì），除了关（guān）注其优点（diǎn）外，更为关（guān）键（jiàn）的是该材料（liào）是否具有根本（běn）性的（de）缺陷。

1、在磷酸铁锂制备时（shí）的烧结过程中，氧化铁在高温还（hái）原性（xìng）气氛下（xià）存在被还（hái）原（yuán）成单质铁的可能性。单质铁会引起电（diàn）池的微短路（lù），是电池中最忌讳的物（wù）质。这也是日本一（yī）直（zhí）不将该材料作为动（dòng）力型锂离子电池正极材料的主要原因；

2、磷酸铁（tiě）锂存在一些性能上（shàng）的缺陷，如振实密度与压（yā）实密度很低，导（dǎo）致锂离（lí）子电池的能（néng）量密度较低。低温性（xìng）能较差，即使将（jiāng）其（qí）纳米化和碳包覆也没有解（jiě）决（jué）这（zhè）一问题。美国阿贡国家实验室储能系统中心主任Don Hillebrand博士谈到磷酸锂铁电池低（dī）温性能的时（shí）候（hòu），他用terrible来形容，他（tā）们对磷（lín）酸铁锂型锂离（lí）子电（diàn）池测试结果表明表明磷酸铁锂电池在（zài）低温下(0℃以（yǐ）下)无法（fǎ）使电动汽车行驶（shǐ）。尽管也有厂家宣称磷（lín）酸（suān）锂铁电池在低温下容量保持率还不错，但是那是在放（fàng）电电流较小和放（fàng）电截止电压很（hěn）低的（de）情况（kuàng）下。在这种状况下，设备根本就无法启动（dòng）工作。

3、材料的制备（bèi）成本与（yǔ）电（diàn）池的制（zhì）造成本较（jiào）高，电池成品率低，一致性差。磷酸铁锂的纳米化和碳包覆尽管（guǎn）提高（gāo）了材料的电化（huà）学性（xìng）能，但是也带来了其它问题（tí），如能量密度的降低、合成成（chéng）本的提高、电极加工性能不良以及对环境要求（qiú）苛刻等问（wèn）题。尽管（guǎn）磷酸铁锂中的化学元素Li，Fe与P很（hěn）丰富，成本（běn）也较低，但（dàn）是制备（bèi）出的磷酸铁锂产品成本并不低，即使去掉（diào）前期的研发成本，该材料的工艺成本加上较高的制备电（diàn）池（chí）的成本，会使得（dé）最终（zhōng）单位储能电量的成本较高。

4、产品一（yī）致性差（chà）。目前国（guó）内（nèi）还没有一（yī）家磷酸铁（tiě）锂材料厂（chǎng）能够解决这一（yī）问题。从材料制备角度来说，磷（lín）酸（suān）铁锂（lǐ）的（de）合成反应是一（yī）个（gè）复（fù）杂的多相反应，有固相磷酸（suān）盐、铁的氧化（huà）物以及（jí）锂盐，外加碳的（de）前驱体以及还原性（xìng）气（qì）相。在（zài）这一复杂的反应过程中（zhōng），很难（nán）保（bǎo）证反应的（de）一致性（xìng）。

五（wǔ）、意义

在金属交易市场，钴(Co)最贵，并且存储量不多（duō），镍(Ni)、锰(Mn)较便宜，而铁(Fe)最便宜。正（zhèng）极材（cái）料的价格也与（yǔ）这些金属的价格行（háng）情一致。因此，采（cǎi）用LiFePO4正（zhèng）极材料做（zuò）成的（de）锂离子（zǐ）电池应是最便宜（yí）的。它的另（lìng）一个特点（diǎn）是对环境无（wú）污染。

作为充电电池的要求是：容（róng）量高（gāo）、输出（chū）电压高、良好（hǎo）的充放（fàng）电循环性能、输（shū）出电压稳（wěn）定、能大电流充放电、电化学稳定性能、使（shǐ）用中安全(不会因过充电（diàn）、过放电及短路等操作不当而（ér）引起燃烧（shāo）或爆炸)、工作温度（dù）范围宽、无毒或（huò）少毒、对（duì）环境无（wú）污（wū）染。采用LiFePO4作正极的（de）磷（lín）酸铁锂电池在这些性（xìng）能要求上都不错（cuò），特别在大放电率放电(5～10C放（fàng）电)、放电电压平稳上、安全上(不燃烧、不爆炸)、寿命上（shàng）(循环（huán）次（cì）数)、对（duì）环境无（wú）污染（rǎn）上，它是最好（hǎo）的，是目前最好的大电流输出动力电池。