磷酸鐵鋰電池是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。鋰離子電池的正極材料有很多種，主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。其中鈷酸鋰是目前絕大多數(shù)鋰離子電池使用的正極材料，而其它正極材料由于多種原因，目前在市場(chǎng)上還沒(méi)有大量生產(chǎn)。磷酸鐵鋰也是其中一種鋰離子電池。從材料的原理上講，磷酸鐵鋰也是一種嵌入/脫嵌過(guò)程，這一原理與鈷酸鋰，錳酸鋰完全相同。磷酸鐵鋰電池是用來(lái)做鋰離子二次電池的，現(xiàn)在主要方向是動(dòng)力電池，相對(duì)NI-H、Ni-Cd電池有很大優(yōu)勢(shì)。磷酸鐵鋰電池充放電效率，相對(duì)高一些。在88%-90%之間。而鉛酸電池約為80%。

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)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。

磷酸鐵鋰電池*構(gòu)造

正極：正極物質(zhì)在磷酸鐵鋰離子蓄電池中以磷酸鐵鋰(LiFePO4)為主要原料;

負(fù)極：負(fù)極活性物質(zhì)是由碳材料與粘合劑的混合物再加上有機(jī)溶劑調(diào)和制成糊狀，并涂覆在銅基體上，呈薄層狀分布;

隔膜板：稱(chēng)為隔板或稱(chēng)隔離膜片，其功能起到關(guān)閉或阻斷通道的作用，一般使用聚乙烯或聚丙烯材料的微多孔膜。所謂關(guān)閉或阻斷功能是電池出現(xiàn)異常溫度上升時(shí)阻塞或阻斷作為離子通道的細(xì)孔，使蓄電池停止充放電反應(yīng)。隔膜板可以有效防止因內(nèi)、外部短路等引起的過(guò)大電流而使電池產(chǎn)生異常發(fā)熱現(xiàn)象。

PTC元件：在磷酸鐵鋰電池蓋帽內(nèi)部，當(dāng)內(nèi)部溫度上升到一定溫度時(shí)或電流增大到一定控制值時(shí)，PTC就起到了溫度保險(xiǎn)絲和過(guò)流保險(xiǎn)的作用，會(huì)自動(dòng)拉斷或斷開(kāi)，從而形成內(nèi)部斷路。這樣電池內(nèi)部停止了工作反應(yīng)，溫度降下來(lái)。保證了電池的安全使用(雙重保險(xiǎn))。

安全閥：為了確保磷酸鐵鋰電池的使用安全性，一般通過(guò)對(duì)外部電路的控制或者在磷酸鐵鋰電池內(nèi)部設(shè)有異常電流切斷的安全裝置。即使這樣，在使用過(guò)程中也有可能其他原因引起磷酸鐵鋰電池內(nèi)壓異常上升，這樣，安全閥釋放氣體，以防止蓄電池破裂或爆開(kāi)。安全閥實(shí)際上是一次性非修復(fù)式的破裂膜，一旦進(jìn)入工作狀態(tài)，保護(hù)蓄電池使其停止工作，因此是蓄電池的**的保護(hù)手段。

磷酸鐵鋰電池*原理

電池充電時(shí)，正極材料中的鋰離子脫出來(lái)，經(jīng)過(guò)電解液，穿過(guò)隔膜進(jìn)入到負(fù)極材料中;電池放電時(shí)，鋰離子又從負(fù)極中脫出來(lái)，經(jīng)過(guò)電解液，穿過(guò)隔膜回到正極材料中。(注：鋰離子電池就是因鋰離子在充放電時(shí)來(lái)回遷移而命名的，所以鋰離子電池又稱(chēng)“搖椅電池”

磷酸鐵鋰電池*優(yōu)勢(shì)

磷酸鐵鋰動(dòng)力電池七大優(yōu)勢(shì):

一、超長(zhǎng)壽命，長(zhǎng)壽命鉛酸電池的循環(huán)壽命在300次左右，**也就500次，而山東海霸能源集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池，循環(huán)壽命達(dá)到2000次以上，標(biāo)準(zhǔn)充電(5小時(shí)率)使用，可達(dá)到2000次。同質(zhì)量的鉛酸電池是“新半年、舊半年、維護(hù)維護(hù)又半年”，*多也就1—1.5年時(shí)間，而磷酸鐵鋰電池在同樣條件下使用，將達(dá)到7-8年。綜合考慮，性能價(jià)格比將為鉛酸電池的4倍以上。

二、使用安全，磷酸鐵鋰完全解決了鈷酸鋰和錳酸鋰的安全隱患問(wèn)題，鈷酸鋰和錳酸鋰在強(qiáng)烈的碰撞下會(huì)產(chǎn)生爆炸對(duì)消費(fèi)者的生命安全構(gòu)成威脅，而磷酸鐵鋰以經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的安全測(cè)試即使在*惡劣的交通事故中也不會(huì)產(chǎn)生爆炸。

三、可大電流2C快速充放電，在專(zhuān)用充電器下，1.5C充電40分鐘內(nèi)即可使電池充滿，起動(dòng)電流可達(dá)2C,而鉛酸電池現(xiàn)在無(wú)此性能。

四、耐高溫，磷酸鐵鋰電熱峰值可達(dá)350℃—500℃而錳酸鋰和鈷酸鋰只在200℃左右。

五、大容量。

具有比普通電池(鉛酸等)更大的容量。5AH-1000AH(單體)

六、無(wú)記憶效應(yīng)。

可充電池在經(jīng)常處于充滿不放完的條件下工作，容量會(huì)迅速低于額定容量值，這種現(xiàn)象叫做記憶效應(yīng)。像鎳氫、鎳鎘電池存在記憶性，而磷酸鐵鋰電池?zé)o此現(xiàn)象，電池?zé)o論處于什么狀態(tài)，可隨充隨用，無(wú)須先放完再充電。

七、綠色環(huán)保。該電池不含任何重金屬與稀有金屬(鎳氫電池需稀有金屬)，無(wú)毒(SGS認(rèn)證通過(guò))，無(wú)污染，符合歐洲RoHS規(guī)定，為**的綠色環(huán)保電池證。鉛酸電池中卻存在著大量的鉛，在其廢棄后若處理不當(dāng)，將對(duì)環(huán)境夠成二次污染，而磷酸鐵鋰材料無(wú)論在生產(chǎn)及使用中，均無(wú)污染。因此該電池又列入了“十五”期間的“863”國(guó)家高科技發(fā)展計(jì)劃，成為國(guó)家重點(diǎn)支持和鼓勵(lì)發(fā)展的項(xiàng)目。隨著中國(guó)加入WTO，中國(guó)電動(dòng)自行車(chē)的出口量將迅速增大，而現(xiàn)在進(jìn)入歐美的電動(dòng)自行車(chē)已要求配備無(wú)污染電池.

可見(jiàn)與傳統(tǒng)電池相比，磷酸鐵鋰電池只在價(jià)格方面處于一定劣勢(shì)，其他各項(xiàng)指標(biāo)明顯占據(jù)優(yōu)勢(shì)。但如果考慮電池壽命，磷酸鐵鋰電池的價(jià)格卻是**的。磷酸鐵鋰除了振實(shí)密度、克容量?jī)蓚€(gè)指標(biāo)略有不足，其他各項(xiàng)指標(biāo)均占很大優(yōu)勢(shì)，尤其是在循環(huán)性能、環(huán)保性、安全性能、原料成本及應(yīng)用領(lǐng)域方

磷酸鐵鋰電池*劣勢(shì)

磷酸鐵鋰電池也有其缺點(diǎn)：例如低溫性能差，正極材料振實(shí)密度小，等容量的磷酸鐵鋰電池的體積要大于鈷酸鋰等鋰離子電池，因此在微型電池方面不具有優(yōu)勢(shì)。而用于動(dòng)力電池時(shí)，磷酸鐵鋰電池和其他電池一樣，需要面對(duì)電池一致性問(wèn)題，以下具體分析：

1、導(dǎo)電性差、鋰離子擴(kuò)散速度慢。高倍率充放電時(shí)，實(shí)際比容量低，這個(gè)問(wèn)題是制約磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)難點(diǎn)。磷酸鐵鋰之所以這么晚還沒(méi)有大范圍的應(yīng)用，這是一個(gè)主要的問(wèn)題。

2、振實(shí)密度較低。一般只能達(dá)到0.8-1.3，低的振實(shí)密度可以說(shuō)是磷酸鐵鋰的很大缺點(diǎn)，這決定了它在小型電池如手機(jī)電池等沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，所以其使用范圍受到一定程度的限制。即使它的成本低，安全性能好，穩(wěn)定性好，循環(huán)次數(shù)高，但如果體積太大，也只能小量的取代鈷酸鋰。但這一缺點(diǎn)在動(dòng)力電池方面不會(huì)突出。因此，磷酸鐵鋰主要是用來(lái)制作動(dòng)力電池。

3、一致性問(wèn)題嚴(yán)重。單體磷酸鐵鋰電池壽命目前超過(guò)2000次，但是制作出來(lái)的電池一致性不佳，進(jìn)而影響到電池組的使用性能和整體壽命，因此應(yīng)用在動(dòng)力汽車(chē)上存在一定障礙。

4、磷酸鐵鋰電池低溫性能差。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，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足動(dòng)力電源的使用要求。

5、制造成本高。磷酸鐵鋰具有安全性、環(huán)保性、循環(huán)次數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)是毋庸置疑的，但目前的制造成本相對(duì)鉛酸電池、錳酸鋰電池要高，其主要原因是：

1)材料物理性能和其他鋰電材料相差較大，其粒度小，振實(shí)密度小，比表面積大，材料的加工性能不好，涂敷量低，導(dǎo)致電池成本增加;

2)磷酸鐵鋰電池只有3.2V，比其他的鋰電低20%左右，單體電池要多用20%，導(dǎo)致電池組成本上升較多。

隨著技術(shù)的發(fā)展，磷酸鐵鋰材料上的這些缺點(diǎn)正在逐步得到解決，其性價(jià)比也逐步得到提高，應(yīng)用范圍也逐漸擴(kuò)大，我們相信，磷酸鐵鋰電池技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)飛速發(fā)展階段，正在帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)從市場(chǎng)的培育導(dǎo)入期進(jìn)入一個(gè)高速增長(zhǎng)階段。

磷酸鐵鋰電池*性能及應(yīng)用

電動(dòng)車(chē)動(dòng)力電池主要有四種：鉛酸電池、鎳氫電池、鎳鎘電池和鋰動(dòng)力電池，其中，前三種電池由于電池壽命短，并沒(méi)有被廣泛使用，未來(lái)將會(huì)逐漸退出歷史舞臺(tái)。鋰動(dòng)力電池雖然性能優(yōu)勢(shì)明顯，但是因?yàn)樗秒姌O材料體系不同，致使其性能又有著千差萬(wàn)別，研究較為成熟的正級(jí)材料鈷酸鋰，由于其安全性較差，基本上不具備制作大容量高功率動(dòng)力電池的可能性。

而磷酸鐵鋰電池，具有循環(huán)壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全性能好、成本低廉等諸多優(yōu)勢(shì)，并且磷酸鐵鋰材料無(wú)任何有毒有害物質(zhì)，不會(huì)對(duì)環(huán)境構(gòu)成任何污染，被世界公認(rèn)為綠色環(huán)保電池材料。國(guó)內(nèi)外電池技術(shù)研究專(zhuān)家普遍指出，磷酸鐵鋰電池作為動(dòng)力型電源，必將成為鉛酸、鎳氫及錳、鈷等系列電池*有前景的替代品。

正是因?yàn)橄鄬?duì)其他幾種電池，磷酸鐵鋰電池具有無(wú)可比擬的優(yōu)越性，國(guó)內(nèi)外車(chē)企都看到了磷酸鐵鋰電池的應(yīng)運(yùn)潛力，紛紛將磷酸鐵鋰電池應(yīng)用于電動(dòng)車(chē)中。磷酸鐵鋰的研發(fā)開(kāi)始時(shí)間，國(guó)內(nèi)外幾乎同步，而量產(chǎn)速度中國(guó)甚至超過(guò)海外。據(jù)了解，截止2011年，比亞迪作為全球**實(shí)現(xiàn)磷酸鐵鋰電池產(chǎn)業(yè)化的車(chē)企之一，已在惠州市已經(jīng)投資總計(jì)12.01億元資金，用于磷酸鐵鋰電池基地建設(shè)，并**將磷酸鐵鋰電動(dòng)車(chē)投放市場(chǎng)，使電池的性能優(yōu)勢(shì)得到了充分證明。國(guó)家電網(wǎng)上海公司負(fù)責(zé)人評(píng)價(jià)說(shuō)：“與其他電動(dòng)車(chē)企業(yè)相比，比亞迪的電動(dòng)車(chē)運(yùn)行*穩(wěn)定，運(yùn)行效率也**。”

鋰離子動(dòng)力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*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**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。

鋰離子電池的正極為磷酸鐵鋰材料，其安全性能與循環(huán)壽命有較大優(yōu)勢(shì)，這些也正是動(dòng)力電池*重要的技術(shù)指標(biāo)之一。1C充放循環(huán)壽命可做到2000次，穿刺不爆炸，過(guò)充時(shí)不容易燃燒和爆炸。磷酸鐵鋰正極材料做出大容量鋰離子電池更易并串聯(lián)使用。

磷酸鐵鋰電池*電池安全問(wèn)題

磷酸鐵鋰電池同樣有危險(xiǎn)性。因?yàn)椋姿徼F鋰也是一種鋰離子電池。從材料的原理上講，磷酸鐵鋰也是一種嵌入/脫嵌過(guò)程，這一原理與鈷酸鋰，錳酸鋰完全相同。

而鋰的化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，很容易燃燒，當(dāng)電池充放電時(shí)，電池內(nèi)部持續(xù)升溫，活化過(guò)程中所產(chǎn)生的氣體膨脹，電池內(nèi)壓加大，壓力達(dá)到一定程度，如外殼有傷痕，即會(huì)破裂，引起漏液、起火，甚至爆炸。

從技術(shù)理論來(lái)看，磷酸鐵鋰電池，對(duì)電池的，起火，爆炸，等危險(xiǎn)性有小部分的改善，但很不徹底，危險(xiǎn)性一樣突出。

在各種情況下，電池，外部短路，內(nèi)部短路，過(guò)充。電池，都存在發(fā)生危險(xiǎn)的可能。

磷酸鐵鋰電池*使用常識(shí)

一、鋰離子電池充電

1、對(duì)鋰離子電池充電，應(yīng)使用專(zhuān)用的鋰離子電池充電器。

2、鋰離子電池充電采用“恒流/恒壓”方式。

3、充電電壓：**充電電壓是4.2V*n(n：串聯(lián)電池?cái)?shù))

4、充電電流：推薦的充電電流0.5C(如標(biāo)稱(chēng)容量為1500mAh的電池，充電電流0.5*1500=750mAh)

5、充電溫度：電池應(yīng)在0°C—45°C范圍內(nèi)進(jìn)行充電。

二、鋰離子電池放電

1、放電電流：放電電流應(yīng)該在1.0C或更小。(如果您希望用大于1.0C的電流對(duì)電池放電，請(qǐng)與我們聯(lián)系)

2、放電溫度：電池應(yīng)在-20°C到+60°C溫度范圍內(nèi)進(jìn)行放電(工作)。

3、放電終止電壓：電池的放電終止電壓不應(yīng)小于2.5V*n(n：串聯(lián)電池?cái)?shù))。電池過(guò)放會(huì)使電池壽命縮短，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致電池失效。

磷酸鐵鋰電池*儲(chǔ)存方法

電池可貯存在環(huán)境溫度為-5°C—35°C，相對(duì)濕度不大于75%的清潔、干燥、通風(fēng)的室內(nèi)，應(yīng)避免與腐蝕性物質(zhì)接觸，遠(yuǎn)離火源及熱源。電池電量保持標(biāo)稱(chēng)容量的30%到50%。推薦貯存的電池每6個(gè)月充電一次。

磷酸鐵鋰電池*市場(chǎng)剖析

磷酸鐵鋰原料

磷酸鐵鋰材料原料行業(yè)屬于資源性行業(yè)，全球各地的鋰資源基本已為各大公司圈地所占，我們認(rèn)為在鋰資源行業(yè)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)投資已經(jīng)失去戰(zhàn)略性進(jìn)入的價(jià)值。磷源化合物屬于傳統(tǒng)的化工消耗品，已經(jīng)具有非常成熟的供應(yīng)商。相對(duì)而言，高質(zhì)量的鐵源化合物國(guó)內(nèi)暫無(wú)占有**優(yōu)勢(shì)的供應(yīng)商，存在一定的投資機(jī)會(huì)，投資者可以關(guān)注深??碩田科技，合肥亞龍等在這一領(lǐng)域**的企業(yè)。

國(guó)內(nèi)磷酸鐵鋰正極材料廠商情況

目前國(guó)際上磷酸鐵鋰材料知名的廠商主要是美國(guó)A123、加拿大的Phostech以及美國(guó)Valence。這些廠商都已經(jīng)發(fā)展出十分成熟的量產(chǎn)技術(shù)，其中**的產(chǎn)能5000噸/年以上。中國(guó)企業(yè)從2001年就陸續(xù)啟動(dòng)磷酸鐵鋰材料開(kāi)發(fā)，歷經(jīng)6年時(shí)間，北大先行終在2007年突破了磷酸鐵鋰從實(shí)驗(yàn)室技術(shù)到中試生產(chǎn)技術(shù)的一系列技術(shù)及工程問(wèn)題，并在完善相關(guān)工藝過(guò)程中，使得磷酸鐵鋰電池的安全性得到了較大程度的提高與保證，奠定了磷酸鐵鋰產(chǎn)品系列化和規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)?？傮w來(lái)看，國(guó)內(nèi)對(duì)磷酸鐵鋰的技術(shù)研發(fā)水平及產(chǎn)業(yè)化程度與國(guó)際基本同步。在產(chǎn)能方面中國(guó)的材料供應(yīng)商與國(guó)外大廠差不多，售價(jià)比國(guó)外要低，但材料加工性能和穩(wěn)定性略遜一籌?，F(xiàn)階段**約有50多家電池材料生產(chǎn)廠商，其中真正進(jìn)入工業(yè)化批量生產(chǎn)的僅有天津斯特蘭、北大先行、蘇州恒正等十余家。雖然真正具備供貨能力的企業(yè)為數(shù)不多，但表明中國(guó)企業(yè)抓住了此次鋰電池發(fā)展機(jī)遇，使中國(guó)鋰電在動(dòng)力電池的產(chǎn)業(yè)化走在世界前列?？梢钥闯?，國(guó)內(nèi)所有磷酸鐵鋰材料廠家的產(chǎn)品均各有優(yōu)缺點(diǎn)，沒(méi)有一家廠家在技術(shù)上**的優(yōu)勢(shì)，也未有廠家能大規(guī)模的量產(chǎn)。

鋰電池電解液廠家情況

綜合來(lái)說(shuō)，鋰電池電解液是個(gè)需求量大，毛利率較高的部分，具有巨大的投資價(jià)值，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，江蘇國(guó)泰華榮、珠海賽緯電子、天津金牛等公司具有一定的優(yōu)勢(shì)。國(guó)泰華榮是江蘇國(guó)泰控股的一家以有機(jī)硅材料、鋰電池材料為發(fā)展方向的國(guó)家重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)。公司裝備技術(shù)、生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)水平和市場(chǎng)占有率在國(guó)內(nèi)均處于**地位。其電解液產(chǎn)品包括一次鋰電池電解液、二次鋰離子電池電解液、動(dòng)力電池電解液和超級(jí)電容器電解液等。2008年公司電解液年產(chǎn)能達(dá)到3000噸，產(chǎn)能在國(guó)內(nèi)排名**，占國(guó)內(nèi)30%市場(chǎng)份額，在全球排名第五位。