新型磷酸铁锂动力电池
磷酸铁锂动力电池是一种新型动力电池，由于其性能优良，受到各方面的重视。我国
现在已有一些工厂生产磷酸铁锂电池正极材料及生产各种不同容量的磷酸铁锂动力电
池。由于生产时间不长，规模还不大，造成供不应求的情况。不过，这种情况可望在
2
～
3 年内得到改变，磷酸铁锂动力电池将更便宜，并且其应用将更普遍。
自锂离子电池问世以来，围绕它的研究、开发工作一直不断地进行着，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动力电池。
锂离子电池内部主要由正极、负极、电解质及隔膜组成。正、负极及电解质材料不同
及工艺上的差异使电池有不同的性能，并且有不同的名称。目前市场上的锂离子电池正极材
料主要是氧化钴锂
(LiCoO2)，另外还有少数采用氧化锰锂(LiMn2O4)及氧化镍锂(Li
O2)
作正极材料的锂离子电池，一般将后两种正极材料的锂离子电池称为
“锂锰电池”及“锂镍电
池
”。新开发的磷酸铁锂动力电池是用磷酸铁锂(LiFePO4)材料作电池正极的锂离子电池，它
是锂离子电池家族的新成员。
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，其性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。由于它的性能特别适于作动力方面的应用，则在名称中加入
“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”。
采用
LiFePO4 材料作正极的意义
目前用作锂离子电池的正极材料主要有：
LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2 及 LiFePO4。
这些组成电池正极材料的金属元素中，钴
(Co)最贵，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
正极材料做成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。
作为可充电电池的要求是：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
)、工作温度范围宽、无毒或少毒、对环境无污染。采用 LiFePO4 作正极的
磷酸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 放电)、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
的大电流输出动力电池。
LiFePO4 电池的结构与工作原理
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，由铝箔与电池正极连接，中间是聚合物的隔膜，它把正极与负极隔开，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连
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。