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蒋志君：锂离子电池正极材料磷酸铁锂：进展与挑战365

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锂离子电池正极材料磷酸铁锂：进展与挑战

蒋志君

（科学技术部高技术研究发展中心‚北京100044）

摘要：磷酸铁锂（LiFePO）由于安全性能好、循环［3］

4LiFePO的空间结构如图1所示‚二者结构相似‚且

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寿命长、原材料来源广泛、无环境污染等点被公认为体积接近‚LiFePO脱锂后体积仅减小6．81％‚密度

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是最具发展潜力的锂离子动力与储能电池正极材料。增大2．59％。由于充放电过程中结构变化很小‚避免

经过10余年的深入研究‚LiFePO已经进入实用化阶了由于结构变化过大甚至结构崩塌造成的容量衰减。

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段‚综述了磷酸铁锂材料近年来在基础和应用研究方同时‚嵌脱过程中较小的体积变化还可以有效缓解碳

面的最新进展。负极在充电过程中的体积效应‚减小应力。结构上的

关键词：磷酸铁锂；锂离子电池；正极材料；产业化这些特点使得LiFePO具有优良的循环性能和安全

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中图分类号：TB152献标识码：A性。

章编号：1001-9731（2010）03-0365-04

1引言

随着能源与环境问题的日显突出‚电动汽特别

是纯电动汽的发展势在必行。目前‚制约电动汽

发展的瓶颈是能否开发出价廉、安全、环境友好的二次

电池。作为电动汽的动力源‚二次电池的性能直接

关系到整的各项技术指标‚如加速性能、爬坡性能、

续行里程、最高时速等。锂离子电池由于兼具高比能

量及高比功率等特点‚被公认为是最具发展潜力的电

动动力电池。根据美国先进电池联合体（USABC）

图1橄榄石型LiFePO晶体结构沿［001］方向的投

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的发展计划‚锂离子电池是目前为止最能满足电动汽

影

中远期发展目标的二次电池体系。对于锂离子电池

Fig1Crystalstructurealng［001］flivineLiFe-

来说‚正极材料是决定其电化学性能、安全性能以及价

PO4

格成本的关键因素。在各种储锂正极材料中‚磷酸铁

锂（LiFePO）由于安全性能好、循环寿命长、原材料来3磷酸铁锂的主要应用问题

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源广泛、无环境污染等优点脱颖而出‚自1997年Jhn

LiFePO的理论比容量为170mAh／g‚实际比容

4

［1］

B．Gdenugh教授首次发现其可逆嵌锂-脱锂特性

量可以接近甚至达到理论值‚Gdenugh教授等首次

以