【浩博电池资讯】磷酸铁锂电池全介绍

自锂电池面世以来，环绕它的研讨、开发作业一向不断地进行着，上世纪90年代末又开发出锂聚合物电池，2002年后则推出磷酸铁锂电池。

锂离子电池内部主要由正极、负极、电解质及隔阂组成。正、负极及电解质资料不同及工艺上的差异使电池有不同的功能，而且有不同的称号。现在市场上的锂离子电池正极资料主要是氧化钴锂（LiCoO2），另外还有少量选用氧化锰锂（LiMn2O4）及氧化镍锂（LiNiO2）作正极资料的锂离子电池，一般将后两种正极资料的锂离子电池称为“锂锰电池”及“锂镍电池”。新开发的磷酸铁锂电池是用磷酸铁锂（LiFePO4）资料作电池正极的锂离子电池，它是锂离子电池宗族的新成员。

　　一般锂离子电池的电解质是液体的，后来开发出固态及凝胶型聚合物电解质，则称这种锂离子电池为锂聚合物电池，其功能优于液体电解质的锂离子电池。

　　磷酸铁锂电池的全名应是磷酸铁锂锂离子电池，这名字太长，简称为磷酸铁锂电池。因为它的功能特别适于作动力方面的使用，则在称号中加入“动力”两字，即磷酸铁锂动力电池。也有人把它称为“锂铁（LiFe）动力电池”。

　　1 选用LiFePO4资料作正极的意义

　　现在用作锂离子电池的正极资料主要有：LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2及LiFePO4。这些组成电池正极资料的金属元素中，钴（Co）最贵，而且存储量不多，镍（Ni）、锰（Mn）较廉价，而铁（Fe）最廉价。正极资料的价格也与这些金属的价格行情一致。因此，选用LiFePO4正极资料做成的锂离子电池应是最廉价的。它的另一个特点是对环境无污染。

　　作为充电电池的要求是：容量高、输出电压高、良好的充放电循环功能、输出电压安稳、能大电流充放电、电化学安稳功能、使用中安全（不会因过充电、过放电及短路等操作不当而引起燃烧或爆破）、作业温度范围宽、无毒或少毒、对环境无污染。选用LiFePO4作正极的磷酸铁锂电池在这些功能要求上都不错，特别在大放电率放电（5～10C放电）、放电电压平稳上、安全上（不燃烧、不爆破）、寿命上（循环次数）、对环境无污染上，它是最好的，是现在最好的大电流输出动力电池。

　　2 LiFePO4电池的结构与作业原理

　　LiFePO4电池的内部结构如图1所示。左边是橄榄石结构的LiFePO4作为电池的正极，由铝箔与电池正极衔接，中间是聚合物的隔阂，它把正极与负极离隔，但锂离子Li+可以通过而电子e-不能通过，右边是由碳（石墨）组成的电池负极，由铜箔与电池的负极衔接。电池的上下端之间是电池的电解质，电池由金属外壳密闭封装。

图1 LiFePO4电池内部结构

　　LiFePO4电池在充电时，正极中的锂离子Li+通过聚合物隔阂向负极搬迁；在放电过程中，负极中的锂离子Li+通过隔阂向正极搬迁。锂离子电池便是因锂离子在充放电时来回搬迁而命名的。