一、 磷酸鐵鋰電池定義
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有很多種，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鋰離子電池使用的正極材料，而其
它正極材料由于多種原因，目前在市場上還沒有大量生產。磷酸鐵鋰也是其中一
種鋰離子電池。從材料的原理上講，磷酸鐵鋰也是一種嵌入/脫嵌過程，這一原
理與鈷酸鋰，錳酸鋰完全相同。
磷酸鐵鋰由于具有安全性與循環壽命優勢、材料成本的誘惑，正在逐步進入
鋰離子動力電池市場。
二、 磷酸鐵鋰正極材料
1997 年A.K.Padhi 首次報導磷酸鐵鋰（LiFePO4）具有脫嵌鋰功能。該材料
具有橄欖石型磷酸鹽類嵌鋰材料,LiMPO4（M：Mn，Fe，Co，Ni）, 成為很有潛
力的鋰離子電池正極材料。磷酸鐵鋰作為鋰離子電池用正極材料具有良好的電化
學性能，充放電平臺十分平穩，充放電過程中結構穩定。同時，該材料無毒、無
污染、安全性能好、可在高溫環境下使用、原材料來源廣泛等優點，是目前電池
界競相開發研究的熱點。
該材料具有發上圖所示的晶體結構。
工作電壓范圍：2.5～3.6V，平臺約3.3V，比鈷酸鋰電池3.7V 低一些。
由于該材料導電性差，需往磷酸鐵鋰顆粒內部摻入導電碳材料或導電金屬微
粒，或者往磷酸鐵鋰顆粒表面包覆導電碳材料，提高材料的電子電導率；或摻雜
金屬離子來提高導電性。這樣材料的密度低，做成電池的體積比容量低，只有
180Wh/L（鈷酸鋰可做到400Wh/L 以上），在小電池領域，同樣尺寸電池只有
現有電池容量的一半不到。
三、 磷酸鐵鋰電池及其優缺點
磷酸鐵鋰的優點：
1、安全。磷酸鐵鋰的安全性能是目前所有的材料中最好的。當然它和其它
磷酸鹽的安全性能也基本一樣，用磷酸鐵鋰做電池，絕對不用擔心爆炸問題的存
在。
2、穩定性高。包括高溫充電的容量穩定性好，儲存性能好等。這點是最大
的優點，在所有知道的材料中，也是最好的。
3、環保。整個生產過程清潔無毒。所有原料都無毒。不像鈷是有毒的物質。
4、價格便宜。磷酸鹽采用磷酸源和鋰源以及鐵源為材料，這些材料都十分
便宜，無戰略資源及稀有資源。
磷酸鐵鋰的缺點：
1、導電性差。這個問題是其最關鍵的問題。磷酸鐵鋰之所以這么晚還沒有
大范圍的應用，這是一個主要的問題。但是，這個問題目前已經可以得到完美的
解決：就是添加C 或其它導電劑。實驗室報道可以達到160mAh/g 以上的比容量。
我們公司生產的磷酸鐵鋰材料在生產過程中已經添加了導電劑，不需要制作電池
時添加。實際上材料應該為：LiFePO4/C，這樣一個復合材料。
2、振實密度較低。一般只能達到1.3-1.5，低的振實密度可以說是磷酸鐵鋰
的最大缺點。這一缺點決定了它在小型電池如手機電池等沒有優勢。即使它的成
本低，安全性能好，穩定性好，循環次數高，但如果體積太大，也只能小量的取
代鈷酸鋰。這一缺點在動力電池方面不會突出。因此，磷酸鐵鋰主要是用來制作
動力電池。
3、目前研究開發還不深入。目前以磷酸鐵鋰作為正極材料的產業化情況并
不樂觀。因為還是最近兩年發展起來的，所以各方面的研究還需要繼續深入。
四、 其它
在動力電池領域，由于鈷酸鋰的安全問題和高昂的價格，使其一直在動力
電池門外徘徊，始終沒有完全進入動力電池領域。現在的情況是鈷酸鋰和錳酸鋰
小批量配合使用，但是由于其固有的缺陷，使得其始終沒有大批量的進行商業化
運作，產品只是在小批量試生產階段，目前大規模的商業化運作還有一些難以克
服的困難。在動力電池領域磷酸基正極材料依其超長的循環壽命，極好的安全性
能，較好的高溫性能，極其低廉的價格，而且低溫性能和倍率放電已經可以達到
鈷酸鋰的水平等，使其成為最有希望的動力電池材料，其在未來的5 年內可能會
成鎳鎘電池的主要替代品，在未來的10 年內會成為鉛酸電池的有力競爭者，在
未來的20 年內可能會取代鉛酸電池，成為主要的啟動電源、UPS 電源和后備電
源，成為二次電池的老大。
現在磷酸鐵鋰最主要的問題是容量偏低, 制造成本偏高,在電池生產上加工
困難(制漿,拉漿,輥軋等工序都需要特殊處理,很多企業不能很好的處理)倍率放電
不穩定(需要特定的電池工藝配合,受工藝影響很大)而現在電器的使用趨勢是小
巧型發展,所以對電池也有同樣的要求高體積能量密度.從容量上看磷酸鐵鋰沒有
前途,在特定的電池領域使用較有優勢，如動力電池。
磷酸鐵鋰振實密度比較低,比表面積很大,需要改變電池先行工藝,而且電池
極片的面密度低所以同樣型號的電池容量更低。
電解液也需重新開發適用的電解液體系，用現有的成熟電解液難發揮其性
能。
另外，由于磷酸鐵鋰電池的工作電壓范圍在2.5～3.6V，平臺為3.3V 左右，
沒有批量配套的保護線路和充電器，較難在現有的電子設備上發揮出其特性，需
要一個整體的行業整合。
產業化方面：
國外做得較早的為是美國Valence（威能）公司和A123（高博）公司，這
兩家公司都在國內（江蘇）有材料生產企業生產磷酸鐵鋰正極材料，然后采用委
托其它電池公司代工生產電池出口。
國內目前已經有很多公司在作測試，研究，小批量試產材料，北大先行，
中輝振宇，山西力之源等比較活躍，湖南瑞祥與杉杉公司也在跟進。批量生產電
池的企業尚不多，山東海霸能源集團公司宣傳較多，有產品上市。