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磷酸鐵鋰材料技術發展現狀

發布時間: 2014-10-17 09:50:16    來源: 電池中國網綜合
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[摘要]磷酸鐵鋰(分子式LiFePO4,簡稱LFP),是鋰離子電池的一種正極材料,其特點是原材料價格低廉、工作電壓適中、比容量大、比功率高、可快速充電、循環壽命長、穩定性高等。

  磷酸鐵鋰(分子式LiFePO4,簡稱LFP),是鋰離子電池的一種正極材料,其特點是原材料價格低廉、工作電壓適中、比容量大、比功率高、可快速充電、循環壽命長、穩定性高等。
  1996年,日本NTT(電信電話株式會社)最早報道了磷酸鐵鋰的橄欖石型晶體特征。1997年美國德州大學Goodenough教授研究團隊也接著報道了LFP的可逆性嵌入脫出鋰離子性能及其橄欖石結構(見圖1)。美國與日本不約而同地發表磷酸鐵鋰的橄欖石結構(LiMPO4),使得該材料受到了極大的重視,并引起廣泛的關注和迅速的發展。
  雖然磷酸鐵鋰具有上述諸多優點,但是LFP材料卻存在致命的缺陷,電子電導率低等。2001年,Velence首先發現了碳包覆和碳熱還原技術,成功解決了LFP電導率率低的問題,使磷酸鐵鋰材料的性能進一步提高,緊接著A123SYSTEMS的技術團隊發現了離子摻雜和納米化技術大幅提高磷酸鐵鋰的導電性,磷酸鐵鋰開始進入大規模應用階段。
  改進后的磷酸鐵鋰性能得到了極大的提高,綜合性能堪稱優異,引發了一輪磷酸鐵鋰研究和投資熱潮。磷酸鐵鋰與其他主要鋰離子電池正極材料性能對比如表1所示。

表1:磷酸鐵鋰與其他主要鋰離子電池性能對比

  從表1相關數據來看,磷酸鐵鋰無疑是目前綜合性能最好的鋰離子電池體系,國內外廠商都對LFP電池寄予厚望。并被產業界認為是最理想的動力電池。與此同時,磷酸鐵鋰電池便引發了各種利益權屬紛爭,挑動各路資本及企業界競相逐鹿,可謂風光無限。然而近年來幾起電動汽車自燃、鋰電明星企業A123隕落等事件又引發了公眾對磷酸鐵鋰發展前景的質疑。幾經周折、遍歷滄桑后,磷酸鐵鋰電池褪盡鉛華,重返本真。
  本文擬追根溯源,力求給各位讀者呈現磷酸鐵鋰的廬山真面目,與各位探討磷酸鐵鋰正極材料未來發展方向。

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