《磷酸鋰鐵》word版

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1、磷酸鋰鐵磷酸鋰鐵（分子式LiFePO4，又稱磷酸鐵鋰、鋰鐵磷，簡(jiǎn)稱LFP），是一種鋰離子電池的正極材料，也稱為鋰鐵磷電池，特色是不含鈷等貴重元素，原料價(jià)格低且磷、鋰、鐵存在於地球的資源含量豐富，不會(huì)有供料問題。其工作電壓適中（3.2V）、電容量大（170mAh/g）、高放電功率、可快速充電且循環(huán)壽命長(zhǎng)，在高溫與高熱環(huán)境下的穩(wěn)定性高。這種橄欖石結(jié)構(gòu)的鋰電池正極材料，已經(jīng)有多家上游專業(yè)材料廠展開量產(chǎn)，預(yù)料將徹底大幅擴(kuò)張鋰電池的應(yīng)用領(lǐng)域，將鋰電池帶到擴(kuò)展至電動(dòng)自行車、油電混合車與電動(dòng)車的新境界；日本東京工業(yè)大學(xué)由山田淳夫教授所領(lǐng)導(dǎo)

2、的一個(gè)研究小組，在2008年8月11日出版的《自然?材料》報(bào)告說，磷酸鋰鐵離子電池將會(huì)被用作清潔環(huán)保的電動(dòng)汽車的動(dòng)力裝置，其前景被普遍看好。由山田淳夫教授所領(lǐng)導(dǎo)的東京工業(yè)大學(xué)與東北大學(xué)的聯(lián)合研究人員，使用中子射線照射磷酸鐵，然後分析中子和物質(zhì)之間的相互作用來研究鋰離子在磷酸鐵中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。研究人員的結(jié)論是，在磷酸鋰鐵中，鋰離子按照一定方向筆直地?cái)U(kuò)散開去，這與鋰離子在現(xiàn)有的鈷等電極材料中的運(yùn)動(dòng)方式不同。這樣的結(jié)論與原先推估的理論完全一致，使用中子繞射分析的結(jié)果，更加證實(shí)了磷酸鋰鐵（分子式LiFePO4，又稱磷酸鐵鋰，簡(jiǎn)稱LFP

3、）可以確保鋰電池的大電流輸出輸入的安全性。首先採用這種鋰電池材料的油電混合車是GM的CHEVROLETVolt，這部插電式油電混合車（PHEV）將在2010年正式在市面上銷售，它突出的省油性能與駕控的舒適，使得它尚未銷售，目前已經(jīng)有將近四萬名美國民眾搶先訂購；Volt每次充電後的續(xù)航力為60公里，若遇到長(zhǎng)途旅程，車上則搭載了小型汽油引擎來為電池充電，讓Volt能跑得更遠(yuǎn)。GM相信這款PHEV能擁有150mpg的油耗表現(xiàn)。在日本與中國大陸則是有更多的鋰電池廠紛紛投入這種新型動(dòng)力鋰電池的生產(chǎn)，目標(biāo)市場(chǎng)就是電動(dòng)自行車與電動(dòng)公交車。

4、不過儘管目前這種新一代的材料儘管已經(jīng)確定會(huì)是電動(dòng)自行車、油電混合車與電動(dòng)車的重要?jiǎng)恿ρb置，但是在商業(yè)化的路途當(dāng)中，首要面臨的障礙就是專利的壁壘，許多較早進(jìn)入此一領(lǐng)域的企業(yè)早已完成專利的部署，導(dǎo)致後進(jìn)者會(huì)不經(jīng)意地走入專利的陷阱當(dāng)中。目前LFP最上游的化合物專利，被三家專業(yè)材料公司所掌握，分別是A123的Li1-xMFePO4、Phostech的LiMPO4以及Aleees的LiFePO4?zM』，同時(shí)也已經(jīng)發(fā)展出十分成熟的量產(chǎn)技術(shù)，其中最大的產(chǎn)能已可達(dá)月產(chǎn)250噸。A123的Li1-xMFePO4主要的特徵是奈米級(jí)的LFP，藉

5、由物理性質(zhì)的改變以及在正極材料當(dāng)中添加了貴金屬，並輔佐特殊材質(zhì)的石墨為負(fù)極，使得原本導(dǎo)電能力較差的LFP，可以成為商業(yè)化應(yīng)用的產(chǎn)品；Phostech的LiMPO4主要特徵是藉由適當(dāng)?shù)奶級(jí)T佈來增加電容量與導(dǎo)電性；Aleees的LiFePO4?zM』的主要特徵藉由前驅(qū)物在高過飽和度的狀態(tài)下，施以激烈的機(jī)械攪拌力，造成金屬氧化物與LFP發(fā)生激動(dòng)起晶之作用，產(chǎn)生共結(jié)晶的LFP與金屬氧化物的晶核，使得原本難以控制的二價(jià)鐵與晶相成長(zhǎng)，得到了穩(wěn)定的控制，進(jìn)而取得了高容量與低阻抗的LFP這些上游材料的突破與快速發(fā)展，引起了鋰電池廠與汽車業(yè)者

6、的注意，並且?guī)?dòng)了鋰電池與油電混合車的興盛之路；LFP電池和一般鋰電池同為綠色環(huán)保電池，但兩者最大不同點(diǎn)是完全沒有過熱或爆炸等安全性顧慮，再加上電池循環(huán)壽命約是鋰電池的4~5倍，高於鋰電池8~10倍高放電功率（可瞬間產(chǎn)生大電流），加上同樣能量密度下整體重量，約較鋰電池減少30~50%，包括美國國防部的油電混合坦克車與悍馬車（近戰(zhàn)隱匿）、通用汽車、福特汽車、豐田汽車等業(yè)者皆高度重視LFP電池發(fā)展。A123甚至因此獲得了高達(dá)數(shù)千萬美金的政府補(bǔ)助，目的就是要扶植美國的鋰電池業(yè)者，利用油電混合車的發(fā)展機(jī)遇，一舉擊敗遙遙領(lǐng)先的日本汽車

7、業(yè)者。從各國發(fā)展來看，美國汽車產(chǎn)業(yè)界預(yù)估到2010年時(shí)全美的油電混合車將超過400萬臺(tái)。美國通用汽車為了打破日系車廠獨(dú)霸局面，決定大幅朝向設(shè)計(jì)生產(chǎn)「可大規(guī)模生產(chǎn)的電動(dòng)車」，因?yàn)楝F(xiàn)在許多美國消費(fèi)者早已不堪高油價(jià)壓力，通用認(rèn)為未來汽車必須能夠使用各種能源，其中電動(dòng)車將成為關(guān)鍵。因此，GM在07年北美國際車展公開展示插電式油電混合動(dòng)力車（Plug-inHybridElectricVehicle，PHEV）的概念車「ChevroletVoltConcept」，配合GM全新開發(fā)油電混合動(dòng)力系統(tǒng)（E-FLEX），只要接上一般家用電源便可

8、為該車的磷酸鋰鐵電池充電。如果VoltConcept達(dá)到量產(chǎn)階段，每臺(tái)車每年可減少500加侖（1,900公升）汽油消耗，也可以減少4,400公斤二氧化碳產(chǎn)出。面對(duì)如此銳不可擋的發(fā)展，一些工業(yè)銀行、創(chuàng)投基金與投資公司，早就把目光放在上游材料公司的佈局上，除了上述三家公司之外，在美國除了A12