锂离子电池电极材料结构图 

参考
略 

 

LiFePO

4 

的结构

LiFePO

4 

晶体结构属Pmnb空间点群（正交晶系，D

2h16

)，晶胞参数：

a=0.6011(1)nm, b=1.0338(1) nm,c=0.4695(1) nm。每个晶胞含有4 个LiFePO

4 

单元（图1）。在

晶体结构中，氧原子以稍微扭曲的六方紧密堆积方式排列。Fe与 Li分别位于氧原子的八面体
中心，形成变形的八面体。P原子位于氧原子的四面体中心位置。 LiO

6 

八面体共边形成平行

于[100]

pmnb

的LiO

6 

链。锂离子在[100]

pmnb 

与[010]

pmnb

方向上性质相异

[26]

，这使得（001）面

上产生显著的内应力，[010]（锂离子通道之间）方向的内应力远大于[100]（锂离子通道）
方向的内应力。所以，[100]

pmnb

方向是最易于Li

+ 

离子扩散的通道。同时，这种内应力对锂离

子电池电化学性能产生直接影响：多次充放电循环后，颗粒表面可能会出现许多裂缝

[32]

。充

放电时，单相LiFePO

4 

转变为双相LiFePO

4

/FePO

4

，两相之间会出现尖锐的界面，界面平行于

a-c面。沿着b轴的高强度内应力导致裂缝的出现。裂缝使得电极极化，也使得活性材料或导
电添加剂与集流体的接触变弱，从而造成电池容量损失。通过LiFePO

4 

晶体结构可以看出，

因为FeO

6 

八面体被PO

43-

分离，降低了LiFePO

4 

材料的导电性；氧原子三维方向的六方最紧密

堆积限制了Li

+

的自由扩散。