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。

　　一種材料是否具有應(yīng)用發(fā)展?jié)摿Γ岁P(guān)注其優(yōu)點(diǎn)外，更為關(guān)鍵的是該材料是否具有根本性的缺陷。

　　國(guó)內(nèi)現(xiàn)在普遍選擇磷酸鐵鋰作為動(dòng)力型鋰離子電池的正極材料，從政府、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)甚至是證券公司等市場(chǎng)分析員都看好這一材料，將其作為動(dòng)力型鋰離子電池的發(fā)展方向。分析其原因，主要有下列兩點(diǎn)：首先是受到美國(guó)研發(fā)方向的影響，美國(guó)Valence與A123公司最早采用磷酸鐵鋰做鋰離子電池的正極材料。其次是國(guó)內(nèi)一直沒(méi)有制備出可供動(dòng)力型鋰離子電池使用的具有良好高溫循環(huán)與儲(chǔ)存性能的錳酸鋰材料。但磷酸鐵鋰也存在不容忽視的根本性缺陷，歸結(jié)起來(lái)主要有以下幾點(diǎn)：

　　1、在磷酸鐵鋰制備時(shí)的燒結(jié)過(guò)程中，氧化鐵在高溫還原性氣氛下存在被還原成單質(zhì)鐵的可能性。單質(zhì)鐵會(huì)引起電池的微短路，是電池中最忌諱的物質(zhì)。這也是日本一直不將該材料作為動(dòng)力型鋰離子電池正極材料的主要原因。

　　2、磷酸鐵鋰存在一些性能上的缺陷，如振實(shí)密度與壓實(shí)密度很低，導(dǎo)致鋰離子電池的能量密度較低。低溫性能較差，即使將其納米化和碳包覆也沒(méi)有解決這一問(wèn)題。美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室儲(chǔ)能系統(tǒng)中心主任DonHillebrand博士談到磷酸鋰鐵電池低溫性能的時(shí)候，他用terrible來(lái)形容，他們對(duì)磷酸鐵鋰型鋰離子電池測(cè)試結(jié)果表明表明磷酸鐵鋰電池在低溫下（0℃以下）無(wú)法使電動(dòng)汽車(chē)行駛。盡管也有廠家宣稱(chēng)磷酸鋰鐵電池在低溫下容量保持率還不錯(cuò)，但是那是在放電電流較小和放電截止電壓很低的情況下。在這種狀況下，設(shè)備根本就無(wú)法啟動(dòng)工作。

　　3、材料的制備成本與電池的制造成本較高，電池成品率低，一致性差。磷酸鐵鋰的納米化和碳包覆盡管提高了材料的電化學(xué)性能，但是也帶來(lái)了其它問(wèn)題，如能量密度的降低、合成成本的提高、電極加工性能不良以及對(duì)環(huán)境要求苛刻等問(wèn)題。盡管磷酸鐵鋰中的化學(xué)元素Li，F(xiàn)e與P很豐富，成本也較低，但是制備出的磷酸鐵鋰產(chǎn)品成本并不低，即使去掉前期的研發(fā)成本，該材料的工藝成本加上較高的制備電池的成本，會(huì)使得最終單位儲(chǔ)能電量的成本較高。

　　4、產(chǎn)品一致性差。目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有一家磷酸鐵鋰材料廠能夠解決這一問(wèn)題。從材料制備角度來(lái)說(shuō)，磷酸鐵鋰的合成反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的多相反應(yīng)，有固相磷酸鹽、鐵的氧化物以及鋰鹽，外加碳的前驅(qū)體以及還原性氣相。在這一復(fù)雜的反應(yīng)過(guò)程中，很難保證反應(yīng)的一致性。

　　5、知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題。最早的有關(guān)磷酸鐵鋰專(zhuān)利申請(qǐng)?jiān)?993年6月25日由FXMITTERMAIER&SOEHNEOHG(DE)獲得，并于同年8月19日公布申請(qǐng)結(jié)果。磷酸鐵鋰的基礎(chǔ)專(zhuān)利被美國(guó)德州大學(xué)所有，而碳包覆專(zhuān)利被加拿大人所申請(qǐng)。這兩個(gè)基礎(chǔ)性專(zhuān)利是無(wú)法繞過(guò)去的，如果成本中計(jì)算上專(zhuān)利使用費(fèi)的話(huà)，那產(chǎn)品成本將會(huì)進(jìn)一步提高。

　　此外，從研發(fā)和生產(chǎn)鋰離子電池的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，日本是鋰離子電池最早商業(yè)化的國(guó)家，并且一直占據(jù)著高端鋰離子電池市場(chǎng)。而美國(guó)盡管在一些基礎(chǔ)研究上領(lǐng)先，但是到目前為止還沒(méi)有一家大型鋰離子電池生產(chǎn)企業(yè)。因此，日本選擇改性錳酸鋰作為動(dòng)力型鋰離子電池正極材料更有其道理。即使是在美國(guó)，利用磷酸鐵鋰和錳酸鋰作為動(dòng)力型鋰離子電池正極材料的廠家也是各占一半，聯(lián)邦政府也是同時(shí)支持這兩種體系的研發(fā)。鑒于磷酸鐵鋰存在的上述問(wèn)題，很難作為動(dòng)力型鋰離子電池的正極材料在新能源汽車(chē)等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。如果能夠解決錳酸鋰存在的高溫循環(huán)與儲(chǔ)存性能差的難題，憑借其低成本與高倍率性能的優(yōu)勢(shì)，在動(dòng)力型鋰離子電池中的應(yīng)用將有巨大的潛力。

　　1：標(biāo)稱(chēng)電壓不同鉛酸電池單體標(biāo)稱(chēng)電壓：2.0V鋰電單體標(biāo)稱(chēng)電壓：3.6V

　　2：內(nèi)部材料不同鉛酸電池正負(fù)極為氧化鉛、金屬鉛、電解液為濃硫酸鋰電正負(fù)極為鈷酸鋰/磷酸鐵鋰/錳酸鋰、石墨、有機(jī)電解液

　　3：能量不同鉛酸電池30WH/KG鋰電池150WH/KG

　　4：使用場(chǎng)合不同鉛酸電池：汽車(chē)啟動(dòng)，電動(dòng)車(chē)電池鋰電池：手機(jī)，電腦，電動(dòng)工具，現(xiàn)在也用于電動(dòng)車(chē)電池

　　5：電特性不同鉛酸電池不能大電流放電，壽命短鋰電池可以大電流放電，壽命好。

　　另外的區(qū)別還有下面的表現(xiàn)：

　　1、耐用性:鉛酸電池一般深充深放電300次以?xún)?nèi),有記憶,壽命在兩年左右。并且鉛酸電池內(nèi)有液體,消耗一段時(shí)間后,如果發(fā)現(xiàn)電池發(fā)燙或者充電時(shí)間變短,就需要補(bǔ)充液體;鋰電池耐用性較強(qiáng),消耗慢,充放超過(guò)500次,并且無(wú)記憶,一般壽命在4—5年。

　　2、體積、質(zhì)量方面:一般鉛酸電池重量是16—30公斤,體積較大;鋰電池一般在2.5—3公斤,體積相對(duì)較小,所以騎行輕便、搬運(yùn)方便。

　　3、價(jià)格、質(zhì)保期方面:目前市場(chǎng)上主流電池是48伏,如果更換的話(huà),鉛酸電池450元左右,質(zhì)保期為1年;鋰電池價(jià)格相對(duì)較貴,需要1000元左右,但是質(zhì)保期為兩年。

　　4、行駛公里:同樣是48伏的電池,在充滿(mǎn)電的情況下,鉛酸電池和鋰電池的電動(dòng)車(chē)都可以行駛30—40公里。速度主要取決于所使用的電機(jī)大小。

　　5、電池容量:鉛酸電池容量為20安左右;鋰電池容量為8—10安。

　　6、環(huán)保:鉛酸電池在生產(chǎn)過(guò)程中存在污染,如果回收不當(dāng)也可能造成污染;鋰電池則相對(duì)綠色環(huán)保。

　　1、鉛酸電池單格平均電壓是2V，單體鋰電池的平均電壓是3.7V；

　　2、由于材料不同，鉛酸電池的活性沒(méi)有鋰電池高，則同等體積內(nèi)鋰電池的容量要比鉛酸電池大；（鉛酸電池笨重）

　　3、鋰電池的平臺(tái)沒(méi)有鉛酸電池穩(wěn)定。