磷酸鐵鋰離子電池的缺點

一種材料是否具有應用開發潛力，除了其優點外，更重要的是該材料是否存在根本缺陷。

目前國內普遍選用磷酸鐵鋰作為動力鋰離子電池的正極材料，從政府、科研機構、公司甚至證券公司等市場分析人士都看好這種材料，作為動力鋰離子電池的發展方向。分析其原因，重要有以下兩點:一是受美國研究方向的影響，化合價和A123公司做的磷酸鐵鋰離子電池正極材料的早期采用。其次，目前還沒有一種具有良好高溫循環和儲存性能的錳酸鋰材料可以用于動態鋰離子電池。但磷酸鐵鋰也存在一些不容忽視的基本缺陷，歸納如下:

1.在制備磷酸鐵鋰的燒結過程中，氧化鐵有可能在高溫還原性氣氛中還原為單質鐵。簡單的鐵會造成電池的短路，是電池中最忌諱的材料。這也是日本沒有使用這種材料作為動態鋰離子電池正極材料的重要原因。

2.磷酸鐵鋰存在一些性能缺陷，如振動密度低、壓實密度低，導致鋰離子電池能量密度低。低溫性能差，即使是納米碳涂層也沒有解決這個問題。美國阿貢國家實驗室(argonnenationallaboratory)儲能系統中心(centerforenergystoragesystems)主任唐希萊布蘭德(DonHillebrand)博士認為，磷酸鋰鐵電池的低溫性能非常糟糕。他們對鋰離子電池的測試結果表明，鋰鐵磷酸鹽電池在低溫(0℃以下)下不能驅動電動汽車。盡管一些制造商聲稱鋰-鐵磷酸鹽電池在低溫下仍能很好地保持其容量，但此時的放電電流較低，放電截止電壓也較低。在這種情況下，設備根本無法啟動。

3.材料制備成本和電池制造成本高，電池收率低，一致性差。雖然nanocrysization和磷酸亞鐵鋰的碳涂層提高了材料的電化學性能,他們還帶來了其他問題,如能量密度的降低,合成成本的提高,窮人加工電極的性能和對環境嚴酷的要求。磷酸鐵鋰中鋰、鐵、磷等化學元素含量豐富，成本低，但制備磷酸鐵鋰的產品成本不低。即使去掉以前的研發成本，材料的工藝成本加上電池制備的高成本，最終單位儲能成本也會更高。

4.產品一致性差。目前，我國還沒有一家磷酸鐵鋰材料廠來解決這個問題。從材料制備的角度看，磷酸鐵鋰的合成是一個復雜的多相反應，包括固體磷酸鹽、氧化鐵和鋰、碳前驅體和還原性氣相。在這個復雜的反應過程中，很難保證反應的一致性。

5.知識產權的問題。目前磷酸鐵鋰的基礎專利由德克薩斯大學持有，碳涂層專利由加拿大人申請。這兩項基本專利是不能繞過的，假如費用中包含了專利費，那么產品的費用就是