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磷酸鐵鋰電池

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年美國德克薩斯州立大學(xué)John. B. Goodenough等研究群，也接著報導(dǎo)了LiFePO4的可逆性地遷入脫出鋰的特性。美國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LiCo

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產(chǎn)品詳情

磷酸鐵鋰的應(yīng)用領(lǐng)域主要有:

⑴ 儲能設(shè)備

太陽能、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)之儲能設(shè)備，不斷電系統(tǒng)UPS，配合太陽能電池使用作為儲能設(shè)備(比亞迪已經(jīng)在生產(chǎn)此類電池);

⑵ 電動工具類

高功率電動工具(無線)，電鉆、除草機等;

⑶ 輕型電動車輛

電動機車，電動自行車，休閑車，高爾夫球車，電動推高機，清潔車，混合動力汽車(HEV)，近期2-3年的目標(biāo);

⑷ 小型設(shè)備

醫(yī)療設(shè)備:電動輪椅車，電動代步車)，玩具(遙控電動飛機，車，船);

⑸ 其它小型電器

礦燈，植入性的醫(yī)療器械(磷酸鐵鋰無毒性，鋰電池僅鐵鋰可滿足要求) ，替代鉛酸，鎳氫，鎳鎘，鋰鈷，鋰錳類電池在小型電器上的應(yīng)用。

(6)移動電源

德國新能源公司Deboch經(jīng)過長期研究，成功研發(fā)和量產(chǎn)了復(fù)合納米材料的磷酸鐵鋰電池，提高了單位容量比，克服了磷酸鐵鋰單位體積過大，不適用于數(shù)碼產(chǎn)品領(lǐng)域的難題?，F(xiàn)在單節(jié)32650(直徑32mm，長度65mm)規(guī)格電池，容量突破6000mAh，通過兩節(jié)搭配，就能達到12000mAh。移動電源能量高達38.4Wh，足以給5.3Wh(1432mAh)的iPhone4S充電近6次，適合長途戶外旅行的用戶。

性能

高能量密度，

其理論比容量為170 mAh/g，產(chǎn)品實際比容量可超過140 mAh/g(0.2C,25°C);

折疊安全性，

是目前最安全的鋰離子電池正極材料; 不含任何對人體有害的重金屬元素;

折疊壽命長

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晶格的影響不大，故而具有良好的可逆性。存在的不足是電極離子傳導(dǎo)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、摻雜進行電極改性。)

磷酸鐵鋰電池的使用壽命與其使用溫度息息相關(guān)，使用溫度過低或者過高在其充放電過程及使用過程均產(chǎn)生極大不良隱患。尤其在中國北方電動汽車上使用，在秋冬季磷酸鐵鋰電池?zé)o法正常供電或供電電源過低，需調(diào)節(jié)其工作環(huán)境溫度保持其性能。目前，國內(nèi)解決磷酸鐵鋰電池恒溫工作環(huán)境需考慮空間限制問題，較普遍的解決方案是使用氣凝膠氈作為保溫層。

主要組成

迄今研究最多的正極材料是LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4 及以上三種材料的衍生物，如LiNi0.8Co0.2O2、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 等。

LiCoO2 是唯一大規(guī)模商品化的正極材料，目前90%以上的商品化鋰離子電池采用LiCoO2 作為正極材料。LiCoO2 的研究比較成熟，綜合性能優(yōu)良，但價格昂貴，容量較低，存在一定的安全性問題。

LiNiO2 成本較低，容量較高，但制備困難，材料性能的一致性和重現(xiàn)性差，存在較為嚴重的安全問題。LiNi0.8Co0.2O2 可看成LiNiO2 和LiCoO2的固溶體，兼有LiNiO2 和LiCoO2 的優(yōu)點，一度被人們認為是最有可能取代LiCoO2 的新型正極材料，但仍存在合成條件較為苛刻(需要氧氣氣氛)、安全性較差等缺點，綜合性能有待改進;同時由于含較多昂貴的Co，成本也較高。

尖晶石LiMn2O4 成本低，安全性好，但循環(huán)性能尤其是高溫循環(huán)性能差，在電解液中有一定的溶解性，儲存性能差。

新型的三元復(fù)合氧化物鎳鈷錳酸鋰(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)材料集中了LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4等材料的各自優(yōu)點:成本與LiNi0.8Co0.2O2 相當(dāng)，可逆容量大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，安全性較好，介于LiNi0.8Co0.2O2 和LiMn2O4 之間，循環(huán)性能好，合成容易;但由于含較多昂貴的Co，成本也較高。對中大容量、中高功率的鋰離子電池來說，正極材料的成本、高溫性能、安全性十分重要。

上述LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4 及其衍生物正極材料尚不能滿足要求。因此，研究開發(fā)能用于中大容量、中高功率的鋰離子電池的新型正極材料成為當(dāng)前的熱點。

正交橄欖石結(jié)構(gòu)的LiFePO4 正極材料已逐漸成為國內(nèi)外新的研究熱點。初步研究表明，該新型正極材料集中了LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4 及其衍生物正極材料的各自優(yōu)點:不含貴重元素，原料廉價，資源極大豐富;工作電壓適中(3.4V);平臺特性好，電壓極平穩(wěn)(可與穩(wěn)壓電源媲美);理論容量大(170mAh/g);結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，安全性能極佳(O 與P 以強共價鍵牢固結(jié)合，使材料很難析氧分解);高溫性能和熱穩(wěn)定性明顯優(yōu)于已知的其它正極材料;循環(huán)性能好;充電時體積縮小，與碳負極材料配合時的體積效應(yīng)好;與大多數(shù)電解液系統(tǒng)兼容性好，儲存性能好;無毒，為真正的綠色材料。

與LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4 及其衍生物正極材料相比，LiFePO4 正極材料在成本、高溫性能、安全性方面具有突出的優(yōu)勢，可望成為中大容量、中高功率鋰離子電池首選的正極材料。

該材料的產(chǎn)業(yè)化和普及應(yīng)用對降低鋰離子電池成本，提高電池安全性，擴大鋰離子電池產(chǎn)業(yè)，促進鋰離子電池大型化、高功率化具有十分重大的意義，將使鋰離子電池在中大容量UPS、中大型儲能電池、電動工具、電動汽車中的應(yīng)用成為現(xiàn)實。

折疊

產(chǎn)業(yè)技術(shù)

目前各國都把電池產(chǎn)業(yè)擺在國家發(fā)展戰(zhàn)略的重要位置，配套資金和各種政策面支持的力度很大，電動汽車用鋰離子動力電池已成為市場和研發(fā)的熱點。目前研究的主要正極材料包括錳酸鋰(LMO)、磷酸鐵鋰(LFP)、鎳鈷錳(NCM)。

磷酸鐵鋰電池是一種推廣價值極高的新型鋰電池，是電池產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的核心產(chǎn)品之一。相比其他動力電池有無可比擬的優(yōu)勢。目前磷酸鐵鋰產(chǎn)品正處于產(chǎn)業(yè)的萌芽階段，產(chǎn)品未來市場巨大，作為一個新興的、具有戰(zhàn)略投資價值的產(chǎn)業(yè)，值得產(chǎn)業(yè)資本或風(fēng)險資本去關(guān)注和投資。

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