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磷酸鐵鋰材料技術發(fā)展現(xiàn)狀

發(fā)布時間: 2014-10-17 09:50:16    來源: 電池中國網(wǎng)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(huán)壽命長、穩(wěn)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(huán)壽命長、穩(wěn)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(fā)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(fā)展。
  雖然磷酸鐵鋰具有上述諸多優(yōu)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(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)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(guī)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(yōu)異,引發(fā)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(shù)據(jù)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(nèi)外廠商都對LFP電池寄予厚望。并被產(chǎn)業(yè)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(fā)了各種利益權屬紛爭,挑動各路資本及企業(yè)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(yè)A123隕落等事件又引發(fā)了公眾對磷酸鐵鋰發(fā)展前景的質(zhì)疑。幾經(jīng)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(xiàn)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(fā)展方向。

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