磷酸铁锂理论知识 引言 能源问题与环境问题日趋严重，现阶段使用的石化能源也会在未来中使用殆尽，寻找新的替代能源是现在的重点。伴随人们节能意识的加强，电动车和混合电动车以及动力电源等也得到了迅猛的发展。目前,电动车或混合电动车中主要使用的铅酸和镍氢电池使用寿命短,容易污染环境;而锂离子电池以其优良的性能,一经发现就受到广泛的关注,具有取代铅酸和镍氢电池做电动车或混合电动车电源的绝对优势。 锂离子电池锂离子电池作为一种高性能的二次绿色电池, 具有高电压、高能量密度(包括体积能量、质量比能量)、低的自放电率、宽的使用温度范围、长的循环寿命、环保、无记忆效应以及可以大电流充放电等优点，是未来几年最有潜力的电源电池，但是制约锂离子电池大量推广工业化的瓶颈之一就是正极 材 料 ，在要求 锂离子电池上 述 优点稳 定 性的前提 下 ，价 格 和资 源问题也是不 可忽 视 的重要因 素 。目前研 究 最广泛的正极 材 料 有LiCoO2、LiNiO2 以及LMin2O4 等, 但由于 钴 有毒 且 资 源有限 , 镍酸锂制备 困 难 , 锰 酸锂的循环性能和高温性能差 等因素 , 制约了它 们的应用和发展。因 此 , 开 发新型 高能廉 价 的正极 材 料 对锂离子电池的发展至 关重要。 1997 年,Goodenough 等首 次报 道 了具有橄 榄 石结 构 的磷酸铁锂可以用作锂电池以来，引 起 了广泛的关注和大量的研 究 ，磷酸铁锂具有170mAh/g 的理论比容量和3.5V 的对锂充电平 台 ，与上 述 传 统 的锂电池材 料 相 比，具有原 料 来源广泛，成 本 低，无环境污染，循环性能好 ，热 稳 定 性好 ，安 全 性能突 出 等优点，是动力型 锂离子电池的理想 正极 材 料 。 一、LiFePO4 的结构和性能 LiFePO4 具有橄 榄 石结 构 ，正交 晶 系，其空 间 群 是Pmnb 型 。O 原 子以稍微 扭 曲 的六 方 紧 密堆 积方 式 排 列 ，只 能为Li+提 供 有限 的通 道 ，使得室 温下Li+在其中的迁 移 速 率很 小 。Li 与Fe 原 子填 充O 原 子八 面 体空 隙 中。P 占 据 了O 原子四 面 体空 隙 。一个 FeO6 八 面 体与两 个LiO6 八 面 体共 棱 ； 由 于 近 乎 六 方 堆 积的氧 原 子的紧 密排 列 , 使得锂离子只 能在二维 平 面 上 进 行 脱 嵌 , 也因 此 具有了相对较高的理论密度...
