恰逢電池行業盛會，深圳國際電池展剛剛閉幕，與上一屆電池展磷酸鐵鋰顯現明星風范相比，本屆電池展可謂百花齊放，三元材料、錳酸鋰、磷酸鐵鋰等多種材料展現了百舸爭流的景象。日本、美國等發達國家的二次電池行業有放棄磷酸鐵鋰的趨勢，在中國具有技術優勢的磷酸鐵鋰應用何去何從？筆者非電池行業的專家，給不出什么破局的好建議，在此給各位讀者簡要的介紹一下磷酸鐵鋰電池材料的優缺點及其改善措施，以期為民族優勢電池材料添一份助力。

一、磷酸鐵鋰主要方向是動力電池，它有以下幾大重點優勢：

1．超長壽命。磷酸鐵鋰動力電池，在100%DOD（循環深度）條件下，可以充放電2000次以上。（DOD即循環深度,100%DOD,即電池每次放出的容量為100%。按國標來說,100%是指電池實際容量的100%，并不是電池的標稱容量）標準充電（5小時率）磷酸鐵鋰電池在常規條件下使用，可達到７－８年的壽命。

圖1

圖2

2．使用安全，磷酸鐵鋰完全解決了鈷酸鋰和錳酸鋰等鋰電池材料的安全隱患問題，鈷酸鋰和錳酸鋰在強烈的碰撞下會產生爆炸對消費者的生命安全構成威脅，而磷酸鐵鋰以經過嚴格的安全測試即使在最惡劣的交通事故中也不會產生爆炸。

3．磷酸鐵鋰電池可大電流快速充放電，熱穩定性好。磷酸鐵鋰電熱峰值可達350℃—500℃。

4．磷酸鐵鋰電池無記憶效應，廢舊電池無重金屬污染，綠色環保。原材料來源廣泛、價格便宜。

二、磷酸鐵鋰電池的主要不足之處

1．磷酸鐵鋰正極材料的振實密度較小，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。

2．磷酸鐵鋰導電性差、鋰離子擴散速度慢。高倍率充放電時，實際比容量低。

3．磷酸鐵鋰電池低溫性能差，電池組中的單體電池間存在一致性問題。

三、磷酸鐵鋰的性能改善方法簡介

正是由于以上幾點不足，導致磷酸鐵鋰遲遲沒有得到廣泛的應用。目前磷酸鐵鋰導電性差目前已經得到比較完美的解決。最流行的就是碳包覆技術，該技術大致可分為如下幾個方案：

1．在磷酸鐵鋰中混入石墨、炭黑、乙炔黑，使得磷酸鐵鋰表面形成碳包覆層。

2．在磷酸鐵鋰中混入熱解后能生成碳包覆層的物質，例如葡萄糖、蔗糖、聚丙烯等物質。

3．在磷酸鐵鋰燒結后的降溫階段噴灑甲醇，甲醇受熱分解在表面形成碳膜。

除了包覆碳膜來改善導電性，業內還有其它的一些技術方法。例如利用銀鏡反應在磷酸鐵鋰表面鍍銀、在磷酸鐵鋰原料中混雜銅粉或銀粉、用導電有機物包覆磷酸鐵鋰等等，這里就不詳細舉例了。

低的振實密度可以說是磷酸鐵鋰的很大缺點，這個不足決定了它在小型電池如手機電池等沒有優勢。但這一缺點在動力電池方面不會突出。因此，磷酸鐵鋰主攻動力電池領域，自然而然的避開了振實密度低的缺點。目前工藝條件下也還有通過改善磷酸鐵鋰粒度分布來提高振實密度的辦法，但是該方法改善幅度始終是有限的。

磷酸鐵鋰電池低溫性能差。是磷酸鐵鋰材料的固有特點。一般情況下，對于單只電芯在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。目前的改進技術辦法是改進電解液體系、改善正極配方。改善電池組結構設計，使得電池組工作時能合理散熱，停止工作時則有良好保溫效果。

單體磷酸鐵鋰電池壽命目前超過2000次，但電池組的壽命會大打折扣，主要原因就是磷酸鐵鋰單體電池間的差異性。電池組是由大量單體電池串并而成，只有在電池性能高度一致時，壽命發揮才能接近單體電池的水平。磷酸鐵鋰電池要做到一致性好，關鍵有以下幾點：

1．嚴格控制原材料的質量穩定性；

2．使用精密的電池生產設備；

3．對工藝制作及流程的關鍵位有精細的控制模式；

4．配料過程的控制，保證漿料的均勻一致性。

5．只要生產工藝實現標準化，磷酸鐵鋰電池的一致性問題可以得到有效解決。

（粉體圈 作者：可貞）