磷酸亚铁锂电池铁锂晶体中的P-O键稳固难以分解，即便在高温或过充时也不会像鈷酸锂一样结构崩塌发热或是形成强氧化性物质因此拥有良好的安全性。有报告指出实际操作中针刺或短路实验中发现有小部分样品絀现燃烧现象，但未出现一例爆炸事件而过充实验中使用大大超出自身放电电压数倍的高电压充电，发现依然有爆炸现象虽然如此，其过充安全性较之普通液态电解液钴酸锂电池已大有改善。

具有比普通电池（铅酸等）更大的容量。5AH-1000AH（单体）

可充电池在经常处于充满不放完的条件下工作容量会迅速低于额定容量值，这种现象叫做记忆效应像镍氢、镍镉电池存在记忆性，而磷酸亚铁锂电池铁锂电池无此现象电池无论处于什么状态，可随充随用无须先放完再充电。

同等規格容量的磷酸亚铁锂电池铁锂电池的体积是铅酸电池体积的2/3重量是铅酸电池的1/3。

但有专家表示铅酸电池造成的环境污染，主要发生在企业不規范的生产过程和回收处理环节同理，锂电池属于新能源行业不错但它也不能避免重金属污染的问题。金属材料加工中有铅、砷、镉、汞、铬等都有可能会释放到灰尘和水中电池本身就是一种化学物质，所以有可能会产生两种污染：一是生产工程中的工艺排泄物污染；二是报废以后的电池污染

磷酸亚铁锂电池铁锂电池也有其缺点：例如低温性能差，正极材料振实密度小等容量的磷酸亚铁锂电池铁鋰电池的体积要大于钴酸锂等锂离子电池，因此在微型电池方面不具有优势而用于动力电池时，磷酸亚铁锂电池铁锂电池和其他电池一樣需要面对电池一致性问题。

目前最有希望应用于动力型锂离子电池的正极材料主要有改性锰酸锂（LiMn2O4）、磷酸亚铁锂电池铁锂（LiFePO4）和镍鈷锰酸锂（Li(Ni,Co,Mn)O2）三元材料镍钴锰酸锂三元材料由于钴的资源缺乏与镍、钴成高和价格波动大等原因，普遍认为很难成为电动汽车用动力型鋰离子电池的主流但可以与尖晶石锰酸锂在一定范围内混合使用。

涂碳铝箔为锂电产业带来技术革新和产业提升

随着国内电池厂商对电池性能要求的日益提高国内普遍认同新能源电池材料：导电材料&导电涂层铝箔/铜箔。

其优势在于：在处理电池材料的时候常拥有高倍率充放电性能好，较大比容量但循环稳定性较差，衰减较为严重等原因不得不做取舍放弃。

这是個神奇的涂层，将电池的性能提高带入新纪元。

导电涂层是由分散好的纳米导电石墨包覆颗粒等所组成它能提供极佳的静态导电性能，是一层保护能量吸收层它也能提供好的遮盖防护性能。涂层有水性的和溶剂性的能应用在铝片，铜片不锈钢，铝和钛双极板上

塗碳涂层对锂电池的性能带来以下提升

1. 降低电池内阻，抑制充放电循环过程中的动态内阻增幅；
　　2. 显著提高电池组的一致性降低电池組成本；
　　3. 提高活性材料和集流体的粘接附着力，降低极片制造成本；
　　4. 减小极化提高倍率性能，减低热效应；
　　5. 防止电解液对集流体的腐蚀；
　　6. 综合因子进而延长电池使用寿命
　　7. 涂层厚度：常规单面厚1～3μm。

日本和韩国近几年主要开发以改性锰酸锂和镍钴錳酸锂三元材料为正极材料的动力型锂离子电池如丰田和松下合资成立的Panasonic EV能源公司、日立、索尼、新神户电机、NEC、三洋电机、三星以及LG等。美国主要开发以磷酸亚铁锂电池铁锂为正极材料的动力型锂离子电池如A123系统公司、Valence公司，但美国的主要汽车厂家在其PHEV与EV中却选择锰基正极材料体系动力型锂离子电池并且据说美国A123公司在考虑进军锰酸锂材料领域，而德国等欧洲国家主要采取和其它国家电池公司合作嘚方式发展电动汽车如戴姆勒奔驰和法国Saft联盟、德国大众与日本三洋协议合作等。目前德国的大众汽车和法国的雷诺汽车在本国政府的支持下也正在研发和生产动力型锂离子电池

一种材料是否具有应用发展潜力，除了关注其优点外更为关键的是该材料是否具有根本性嘚缺陷。
　　国内现在普遍选择磷酸亚铁锂电池铁锂作为动力型锂离子电池的正极材料从政府、科研机构、企业甚至是证券公司等市场汾析员都看好这一材料，将其作为动力型锂离子电池的发展方向分析其原因，主要有下列两点：首先是受到美国研发方向的影响美国Valence與A123公司最早采用磷酸亚铁锂电池铁锂做锂离子电池的正极材料。其次是国内一直没有制备出可供动力型锂离子电池使用的具有良好高温循環与储存性能的锰酸锂材料但磷酸亚铁锂电池铁锂也存在不容忽视的根本性缺陷，归结起来主要有以下几点：
　　1、在磷酸亚铁锂电池鐵锂制备时的烧结过程中氧化铁在高温还原性气氛下存在被还原成单质铁的可能性。单质铁会引起电池的微短路是电池中最忌讳的物質。这也是日本一直不将该材料作为动力型锂离子电池正极材料的主要原因
　　2、磷酸亚铁锂电池铁锂存在一些性能上的缺陷，如振实密度与压实密度很低导致锂离子电池的能量密度较低。低温性能较差即使将其纳米化和碳包覆也没有解决这一问题。美国阿贡国家实驗室储能系统中心主任Don Hillebrand博士谈到磷酸亚铁锂电池锂铁电池低温性能的时候他用terrible来形容，他们对磷酸亚铁锂电池铁锂型锂离子电池测试结果表明表明磷酸亚铁锂电池铁锂电池在低温下（0℃以下）无法使电动汽车行驶尽管也有厂家宣称磷酸亚铁锂电池锂铁电池在低温下容量保持率还不错，但是那是在放电电流较小和放电截止电压很低的情况下在这种状况下，设备根本就无法启动工作
　　3、材料的制备成夲与电池的制造成本较高，电池成品率低一致性差。磷酸亚铁锂电池铁锂的纳米化和碳包覆尽管提高了材料的电化学性能但是也带来叻其它问题，如能量密度的降低、合成成本的提高、电极加工性能不良以及对环境要求苛刻等问题尽管磷酸亚铁锂电池铁锂中的化学元素Li，Fe与P很丰富成本也较低，但是制备出的磷酸亚铁锂电池铁锂产品成本并不低即使去掉前期的研发成本，该材料的工艺成本加上较高嘚制备电池的成本会使得最终单位储能电量的成本较高。
　　4、产品一致性差目前国内还没有一家磷酸亚铁锂电池铁锂材料厂能够解決这一问题。从材料制备角度来说磷酸亚铁锂电池铁锂的合成反应是一个复杂的多相反应，有固相磷酸亚铁锂电池盐、铁的氧化物以及鋰盐外加碳的前驱体以及还原性气相。在这一复杂的反应过程中很难保证反应的一致性。

5、知识产权问题最早的有关磷酸亚铁锂电池铁锂专利申请在1993年6月25日由F X MITTERMAIER & SOEHNE OHG (DE)获得，并于同年8月19日公布申请结果磷酸亚铁锂电池铁锂的基础专利被美国德州大学所有，而碳包覆专利被加拿大人所申请这两个基础性专利是无法绕过去的，如果成本中计算上专利使用费的话那产品成本将会进一步提高。

此外从研发和生產锂离子电池的经验来看，日本是锂离子电池最早商业化的国家并且一直占据着高端锂离子电池市场。而美国尽管在一些基础研究上领先但是到目前为止还没有一家大型锂离子电池生产企业。因此日本选择改性锰酸锂作为动力型锂离子电池正极材料更有其道理。即使昰在美国利用磷酸亚铁锂电池铁锂和锰酸锂作为动力型锂离子电池正极材料的厂家也是各占一半，联邦政府也是同时支持这两种体系的研发鉴于磷酸亚铁锂电池铁锂存在的上述问题，很难作为动力型锂离子电池的正极材料在新能源汽车等领域获得广泛应用如果能够解決锰酸锂存在的高温循环与储存性能差的难题，凭借其低成本与高倍率性能的优势在动力型锂离子电池中的应用将有巨大的潜力。

磷酸亞铁锂电池铁锂电池的全名是磷酸亚铁锂电池铁锂锂离子电池简称为磷酸亚铁锂电池铁锂电池。由于它的性能特别适于作动力方面的应鼡则在名称中加入“动力”两字，即磷酸亚铁锂电池铁锂动力电池也有人把它称为“锂铁（LiFe）动力电池”。

金属交易市场钴（Co）最貴，并且存储量不多镍（Ni）、锰（Mn）较便宜，而铁（Fe）最便宜正极材料的价格也与这些金属的价格行情一致。因此采用LiFePO4正极材料做荿的锂离子电池应是最便宜的。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、良好的充放电循环性能、输出电压稳定、能大电流充放电、电化学稳定性能、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炸）、工作溫度范围宽、无毒或少毒、对环境无污染。采用LiFePO4作正极的磷酸亚铁锂电池铁锂电池在这些性能要求上都不错特别在大放电率放电（5～10C放電）、放电电压平稳上、安全上（不燃烧、不爆炸）、寿命上（循环次数）、对环境无污染上，它是最好的是目前最好的大电流输出动仂电池。

LiFePO4电池在充电时正极中的锂离子Li+通过聚合物隔膜向负极迁移；在放电过程中，负极中的锂离子Li+通过隔膜向正极迁移锂离子电池就是因锂离子在充放电时来回迁移而命名的。

LiFePO4电池的标称电压是3.2V、终止充电电压是3.6V、终止放电压是2.0V由于各個生产厂家采用的正、负极材料、电解质材料的质量及工艺不同，其性能上会有些差异例如同一种型号（同一种封装的标准电池），其電池的容量有较大差别（10%～20%）

磷酸亚铁锂电池铁锂动力电池主要性能列于表1。为了与其他可充电电池的相比较也在表中列出其他种类鈳充电电池性能。这里要说明的是不同工厂生产的磷酸亚铁锂电池铁锂动力电池在各项性能参数上会有一些差别；另外，有一些电池性能未列入如电池内阻、自放电率、充放电温度等。

表1 磷酸亚铁锂电池铁锂动力电池主要性能参数

磷酸亚铁锂电池铁锂动力电池的容量有較大差别可以分成三类：小型的零点几到几毫安时、中型的几十毫安时、大型的几百毫安时。不同类型电池的同类参数也有一些差异這里再介绍一种目前应用较广的小型标准圆柱形封装的磷酸亚铁锂电池铁锂动力电池的参数。其外廓尺寸：直径为18mm、高650mm（型号为18650）其参數性能如表2所示。

表2 小型标准圆柱形封装的磷酸亚铁锂电池铁锂动力电池的参数

采用STL18650（1100mAh）的磷酸亚铁锂电池铁锂动力电池做过放电到零电壓试验试验条件：用0.5C充电率将1100mAh的STL18650电池充满，然后用1.0C放电率放电到电池电压为0C再将放到0V的电池分两组：一组存放7天，另一组存放30天；存放到期后再用0.5C充电率充满然后用1.0C放电。最后比较两种零电压存放期不同的差别

试验的结果是，零电压存放7天后电池无泄漏性能良好，容量为100%；存放30天后无泄漏、性能良好，容量为98%；存放30天后的电池再做3次充放电循环容量又恢复到100%。

这试验说明该电池 即使出现过放電（甚至到0V）并存放一定时间，电池也不泄漏、损坏这是其他种类锂离子电池不具有的特性。

通过上述介绍LiFePO4电池可归纳下述特点。

高效率输出：标准放电为2～5C、连续高电流放电可达10C瞬间脉冲放电（10S）可达20C；

高温时性能良好：外部温度65℃时内部温度则高达95℃，电池放電结束时温度可达160℃电池的结构安全、完好；

即使电池内部或外部受到伤害，电池不燃烧、不爆炸、安全性最好；

极好的循环寿命经500佽循环，其放电容量仍大于95%；

过放电到零伏也无损坏；

无记忆效应：可充电池在经常处于充满不放完的条件下工作容量会迅速低于额定嫆量值，这种现象叫做记忆效应镍氢、镍镉电池存在记忆性，而磷酸亚铁锂电池铁锂电池无此现象电池无论处于什么状态，可随充随鼡无须先放完再充电。

体积小、重量轻同等规格容量的磷酸亚铁锂电池铁锂电池的体积是铅酸电池体积的1/3，重量是铅酸电池的1/3

对环境无污染，该电池不含任何重金属与稀有金属（镍氢电池需稀有金属）无毒（SGS认证通过），无污染符合欧洲ROHS规定，为绝对的绿色环保電池铅酸电池中却存在着大量的铅，在废弃后若处理不当仍将对环境形成二次污染，而磷酸亚铁锂电池铁锂材料无论在生产及使用过程中均无污染。

由于磷酸亚铁锂电池铁锂动力电池具有上述特点，并且生产出各种不同容量的电池很快得到广泛地应用。它主要应鼡领域有：

大型电动车辆：公交车、电动汽车、景点游览车及混合动力车等；

轻型电动车：电动自行车、高尔夫球车、小型平板电瓶车、鏟车、清洁车、电动轮椅等；

电动工具：电钻、电锯、割草机等；

遥控汽车、船、飞机等玩具；

太阳能及风力发电的储能设备；

UPS及应急灯、警示灯及矿灯（安全性最好）；

替代照相机中3V的一次性锂电池及9V的镍镉或镍氢可充电电池（尺寸完全相同）；

小型医疗仪器设备及便携式仪器等

本项目属于高新技术项目中功能性能源材料的开发，是国家“863”计划、“973”计划和“十一五”高技术产业发展规劃重点支持的领域

电池组在下列环境温度条件下使用：

——充电环境温度：?10℃～55℃；

——放电环境温度：?20℃～60℃。

电池模块内電芯性能一致性

电池模块内各电芯应为同一厂家生产、结构相同、化学成分相同的产品，且符合下列要求：

1）电池模块内各电芯之间的靜态开路电压最大值与最小值的差值应不大于0.05V；

2）电池模块内各电芯之间的静态内阻最大值与最小值的差值应符合：10mW以下的偏差绝对值鈈超过0.5mW，10mW以上的不超过平均值的5%；

3）电池模块内各电芯之间容量最大值与最小值的差值应不超过平均值的±1%

电池组容量应不低于额定值嘚95%。

电池组的循环寿命应为800次～2000次

（5）高温加速老化寿命

电池组按规定进行充电后放电，其外观应无明显变形、锈蚀、冒烟或爆炸其測试循环次数应不少于52次。

1）静电放电抗扰性电池组应满足GB/T6等级4的要求；试验后，其外观应无明显变形、漏液、冒烟或爆炸并能正常笁作。

2）传导骚扰限值电池组应满足YD/T983-1998等级B的要求；试验后，其外观应无明显变形、漏液、冒烟或爆炸并能正常工作。

3）辐射骚扰限值电池组应满足YD/T983-1998等级B的要求；试验后，其外观应无明显变形、漏液、冒烟或爆炸并能正常工作。

4）浪涌（冲击）抗扰性电池组应满足GB/T8等级4的要求；试验后，其外观应无明显变形、漏液、冒烟或爆炸并能正常工作。

1）显示精度电池组配有专用电池管理系统（BMS），BMS显示嘚各种参数值与电池组实际的参数值之间的误差应符合表1的要求

电池组按规定进行试验，充电电压显示精度应优于1%

电池组按规定进行试驗充放电电流显示精度应优于2.5%

电池组按规定进行试验，电池组容量显示精度应优于5%

电池组按规定进行试验温度显示误差应小于3℃

2）温喥补偿功能。电池组充电应具有温度补偿功能

1）通信接口。电池组宜具有RS232或RS485/422、IP、USB等标准通信接口通信协议参见YD/T1363.3中的蓄电池检测装置通信协议，应提供与通信接口配套使用的通讯线缆和各种告警信号输出端子

2）监控内容。电池组应具有以下实时监控功能

遥测：电池组嫆量（SOC）、电池组/电芯电压、电池组/电芯电流、环境/电池组/PCBA板（可选）/电芯温度（可选）、电池组充电/放电电流、电池组内阻（可选）、電池组健康状态SOH（可选）等。

遥信：电池组的充电/放电状态、电池组过充/过流告警、电池组放电欠压/过流告警、电芯充电过压告警、电芯放电欠压告警、电池组极性反接告警、环境/电池组/PCBA/电芯高温告警、环境低温告警、电池组容量过低告警、电池组温度/电压/电流传感器失效告警、电芯失效告警（可选）、电池组失效告警（可选）

遥控：充电/放电（可选），告警声音开关

遥调（可选）：电池组的充电/放电管理参数等。

1）过充电保护电池组处于过充电状态时，应切断充电电路并告警电池组应不漏液、冒烟、起火或爆炸。

2）过放电保护電池组放电至终止电压后，应切断放电电路并告警电池组应不漏液、冒烟、起火或爆炸。

3）短路保护电池组输出端发生短路，应瞬间切断电路并告警电池组应不漏液、冒烟、起火或爆炸；故障排除后，应能手动或自动恢复工作；瞬时充电后电池组电压应不小于标称電压。

4）反接保护电池组规定进行试验，应切断电路并告警电池组应不漏液、冒烟、起火或爆炸；故障排除后，应能自动恢复工作；瞬时充电后电池组电压应不小于标称电压。

5）过载保护电池组放电电流达到过载保护电流值时，应切断电路并告警电池组应不漏液、冒烟、起火或爆炸；故障排除后，应能自动恢复工作；瞬时充电后电池组电压应不小于标称电压。

6）温度保护当温度达到表2中保护點范围时，电池组应切断电路并告警；除电池组内部BMS元器件高温保护外温度达到表2中恢复点范围时，电池组应自动恢复工作；电池组应鈈漏液、冒烟、起火或爆炸

1）抗重物冲击。电池组按规定进行试验应不起火、不爆炸。

2）抗热冲击电池组按规定进行试验，应不起吙、不爆炸

3）抗过充电。电池模块按规定进行试验应不起火、不爆炸。

4）抗过放电电池模块按规定进行试验，应不起火、不爆炸

5）抗短路。电池模块按规定进行试验应不起火、不爆炸。

6）高温储存电芯按规定进行试验，应不漏液、冒烟、起火或爆炸

7）抗加热。电池模块按规定进行试验爆炸电池没有任何部分穿透网屏，没有部分或全部电池突出网屏

8）抗穿刺。电池组按规定进行试验应不起火、不爆炸。

9）抗挤压电池模块按规定进行试验，应不起火、不爆炸

10）抗低压。电池组按规定进行试验应不漏液、冒烟、起火或爆炸。

11）恒定湿热电池组按规定进行试验后，其外观应无明显变形、锈蚀、冒烟或爆炸其容量应不低于额定值的90%。

12）抗振动电池组按规定进行试验，其外观应无明显损伤、漏液、冒烟或爆炸并能正常工作。

13）抗碰撞电池组按规定进行试验，其外观应无明显损伤、漏液、冒烟或爆炸并能正常工作。

（11）温度循环电池组按6.6.15规定进行试验，其应不漏液、冒烟、起火或爆炸；电池组外观无破裂无质量损失，容量不低于初始状态时的70%

（12）阻燃性能。对于塑料外壳和保护盖的电池组按照6.6.16规定进行测试，外壳应符合GB/T中第8.3.2条FH-1（水平级）囷第9.3.2条FV-0（垂直级）的要求

（13）绝缘电阻。对于金属外壳的电池组电池组正负极接口分别对电池组金属外壳的绝缘电阻不小于2MW。

• ．中国電池网[引用日期]
• 3. ．中国储能网[引用日期]

高中三年级化学试题“磷酸亚铁鋰电池亚铁锃(LiFePO4)是新型锂离子电池的首选电极材料其制备方法”旨在考查同学们对 电解池电极反应式的书写、 ……等知识点的掌握情况，關于化学的核心考点解析如下：