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，目前在市場上還沒有大量生產(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做鋰離子二次電池的，現(xiàn)在主要方向是動力電池，相對NI-H、Ni-Cd電池有很大優(yōu)勢。磷酸鐵鋰電池充放電效率，相對高一些。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年美國德克薩斯州立大學(xué)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LiCoO2相比，LiMPO4的原物料來源更廣泛、價格更低廉且無環(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：稱為隔板或稱隔離膜片，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或電流增大到一定控制值時，PTC就起到了溫度保險絲和過流保險的作用，會自動拉斷或斷開，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。保證了電池的安全使用(雙重保險)。

安全閥：為了確保磷酸鐵鋰電池的使用安全性，一般通過對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。安全閥實際上是一次性非修復(fù)式的破裂膜，一旦進入工作狀態(tài)，保護蓄電池使其停止工作，因此是蓄電池的**的保護手段。

磷酸鐵鋰電池*原理

電池充電時，正極材料中的鋰離子脫出來，經(jīng)過電解液，穿過隔膜進入到負(fù)極材料中;電池放電時，鋰離子又從負(fù)極中脫出來，經(jīng)過電解液，穿過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來回遷移而命名的，所以鋰離子電池又稱“搖椅電池”

磷酸鐵鋰電池*優(yōu)勢

磷酸鐵鋰動力電池七大優(yōu)勢:

一、超長壽命，長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有限公司生產(chǎn)的磷酸鐵鋰動力電池，循環(huán)壽命達到2000次以上，標(biāo)準(zhǔn)充電(5小時率)使用，可達到2000次。同質(zhì)量的鉛酸電池是“新半年、舊半年、維護維護又半年”，*多也就1—1.5年時間，而磷酸鐵鋰電池在同樣條件下使用，將達到7-8年。綜合考慮，性能價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題，鈷酸鋰和錳酸鋰在強烈的碰撞下會產(chǎn)生爆炸對消費者的生命安全構(gòu)成威脅，而磷酸鐵鋰以經(jīng)過嚴(yán)格的安全測試即使在*惡劣的交通事故中也不會產(chǎn)生爆炸。

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

四、耐高溫，磷酸鐵鋰電熱峰值可達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)，無毒(SGS認(rèn)證通過)，無污染，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)，將對環(huán)境夠成二次污染，而磷酸鐵鋰材料無論在生產(chǎn)及使用中，均無污染。因此該電池又列入了“十五”期間的“863”國家高科技發(fā)展計劃，成為國家重點支持和鼓勵發(fā)展的項目。隨著中國加入WTO，中國電動自行車的出口量將迅速增大，而現(xiàn)在進入歐美的電動自行車已要求配備無污染電池.

可見與傳統(tǒng)電池相比，磷酸鐵鋰電池只在價格方面處于一定劣勢，其他各項指標(biāo)明顯占據(jù)優(yōu)勢。但如果考慮電池壽命，磷酸鐵鋰電池的價格卻是**的。磷酸鐵鋰除了振實密度、克容量兩個指標(biāo)略有不足，其他各項指標(biāo)均占很大優(yōu)勢，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

磷酸鐵鋰電池也有其缺點：例如低溫性能差，正極材料振實密度小，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。而用于動力電池時，磷酸鐵鋰電池和其他電池一樣，需要面對電池一致性問題，以下具體分析：

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

2、振實密度較低。一般只能達到0.8-1.3，低的振實密度可以說是磷酸鐵鋰的很大缺點，這決定了它在小型電池如手機電池等沒有優(yōu)勢，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。但這一缺點在動力電池方面不會突出。因此，磷酸鐵鋰主要是用來制作動力電池。

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

4、磷酸鐵鋰電池低溫性能差。磷酸鐵鋰材料的固有特點，決定其低溫性能劣于錳酸鋰等其他正極材料。一般情況下，對于單只電芯，其0℃時的容量保持率約60～70%，-10℃時為40～55%，-20℃時為20～40%。這樣的低溫性能顯然不能滿足動力電源的使用要求。

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)點是毋庸置疑的，但目前的制造成本相對鉛酸電池、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正在逐步得到解決，其性價比也逐步得到提高，應(yīng)用范圍也逐漸擴大，我們相信，磷酸鐵鋰電池技術(shù)已經(jīng)進入一個飛速發(fā)展階段，正在帶動整個產(chǎn)業(yè)從市場的培育導(dǎo)入期進入一個高速增長階段。

磷酸鐵鋰電池*性能及應(yīng)用

電動車動力電池主要有四種：鉛酸電池、鎳氫電池、鎳鎘電池和鋰動力電池，其中，前三種電池由于電池壽命短，并沒有被廣泛使用，未來將會逐漸退出歷史舞臺。鋰動力電池雖然性能優(yōu)勢明顯，但是因為所用電極材料體系不同，致使其性能又有著千差萬別，研究較為成熟的正級材料鈷酸鋰，由于其安全性較差，基本上不具備制作大容量高功率動力電池的可能性。

而磷酸鐵鋰電池，具有循環(huán)壽命長、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全性能好、成本低廉等諸多優(yōu)勢，并且磷酸鐵鋰材料無任何有毒有害物質(zhì)，不會對環(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。國內(nèi)外電池技術(shù)研究專家普遍指出，磷酸鐵鋰電池作為動力型電源，必將成為鉛酸、鎳氫及錳、鈷等系列電池*有前景的替代品。

正是因為相對其他幾種電池，磷酸鐵鋰電池具有無可比擬的優(yōu)越性，國內(nèi)外車企都看到了磷酸鐵鋰電池的應(yīng)運潛力，紛紛將磷酸鐵鋰電池應(yīng)用于電動車中。磷酸鐵鋰的研發(fā)開始時間，國內(nèi)外幾乎同步，而量產(chǎn)速度中國甚至超過海外。據(jù)了解，截止2011年，比亞迪作為全球**實現(xiàn)磷酸鐵鋰電池產(chǎn)業(yè)化的車企之一，已在惠州市已經(jīng)投資總計12.01億元資金，用于磷酸鐵鋰電池基地建設(shè)，并**將磷酸鐵鋰電動車投放市場，使電池的性能優(yōu)勢得到了充分證明。國家電網(wǎng)上海公司負(fù)責(zé)人評價說：“與其他電動車企業(yè)相比，比亞迪的電動車運行*穩(wěn)定，運行效率也**。”

鋰離子動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，國內(nèi)開發(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法相比的，這些也正是動力電池*重要的技術(shù)指標(biāo)。1C充放循環(huán)壽命達2000次。單節(jié)電池過充電壓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。以滿足電動車頻繁充放電的需要。具有無毒、無污染、安全性能好、原材料來源廣泛、價格便宜，壽命長等優(yōu)點，是新一代鋰離子電池的理想正極材料。

本項目屬于高新技術(shù)項目**能性能源材料的開發(fā)，是國家“863”計劃、“973”計劃和“十一五”高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃重點支持的領(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，這些也正是動力電池*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，過充時不容易燃燒和爆炸。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*電池安全問題

磷酸鐵鋰電池同樣有危險性。因為，磷酸鐵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)非常活潑，很容易燃燒，當(dāng)電池充放電時，電池內(nèi)部持續(xù)升溫，活化過程中所產(chǎn)生的氣體膨脹，電池內(nèi)壓加大，壓力達到一定程度，如外殼有傷痕，即會破裂，引起漏液、起火，甚至爆炸。

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

在各種情況下，電池，外部短路，內(nèi)部短路，過充。電池，都存在發(fā)生危險的可能。

磷酸鐵鋰電池*使用常識

一、鋰離子電池充電

1、對鋰離子電池充電，應(yīng)使用專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)電池數(shù))

4、充電電流：推薦的充電電流0.5C(如標(biāo)稱容量為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的電流對電池放電，請與我們聯(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)電池數(shù))。電池過放會使電池壽命縮短，嚴(yán)重時會導(dǎo)致電池失效。

磷酸鐵鋰電池*儲存方法

電池可貯存在環(huán)境溫度為-5°C—35°C，相對濕度不大于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)稱容量的30%到50%。推薦貯存的電池每6個月充電一次。

磷酸鐵鋰電池*市場剖析

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)對風(fēng)險投資已經(jīng)失去戰(zhàn)略性進入的價值。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。相對而言，高質(zhì)量的鐵源化合物國內(nèi)暫無占有**優(yōu)勢的供應(yīng)商，存在一定的投資機會，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)。

國內(nèi)磷酸鐵鋰正極材料廠商情況

目前國際上磷酸鐵鋰材料知名的廠商主要是美國A123、加拿大的Phostech以及美國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。中國企業(yè)從2001年就陸續(xù)啟動磷酸鐵鋰材料開發(fā)，歷經(jīng)6年時間，北大先行終在2007年突破了磷酸鐵鋰從實驗室技術(shù)到中試生產(chǎn)技術(shù)的一系列技術(shù)及工程問題，并在完善相關(guān)工藝過程中，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)。總體來看，國內(nèi)對磷酸鐵鋰的技術(shù)研發(fā)水平及產(chǎn)業(yè)化程度與國際基本同步。在產(chǎn)能方面中國的材料供應(yīng)商與國外大廠差不多，售價比國外要低，但材料加工性能和穩(wěn)定性略遜一籌。現(xiàn)階段**約有50多家電池材料生產(chǎn)廠商，其中真正進入工業(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，但表明中國企業(yè)抓住了此次鋰電池發(fā)展機遇，使中國鋰電在動力電池的產(chǎn)業(yè)化走在世界前列。可以看出，國內(nèi)所有磷酸鐵鋰材料廠家的產(chǎn)品均各有優(yōu)缺點，沒有一家廠家在技術(shù)上**的優(yōu)勢，也未有廠家能大規(guī)模的量產(chǎn)。

鋰電池電解液廠家情況

綜合來說，鋰電池電解液是個需求量大，毛利率較高的部分，具有巨大的投資價值，現(xiàn)階段國內(nèi)市場上，江蘇國泰華榮、珠海賽緯電子、天津金牛等公司具有一定的優(yōu)勢。國泰華榮是江蘇國泰控股的一家以有機硅材料、鋰電池材料為發(fā)展方向的國家重點高新技術(shù)企業(yè)。公司裝備技術(shù)、生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)水平和市場占有率在國內(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、動力電池電解液和超級電容器電解液等。2008年公司電解液年產(chǎn)能達到3000噸，產(chǎn)能在國內(nèi)排名**，占國內(nèi)30%市場份額，在全球排名第五位。