先进锂离子电池正极材料LiFePO4的研究进展2010年01月26日作者：陈东关勇辉陈苗戴扬刘辉来源：《中国电源博览》第104期编辑：李远芳
摘要：锂离子电池大型化应用的主要障碍包括成本、寿命和安全问题。磷酸亚铁锂正极材料是解决这些问题的关键材料之一，但该材料极低的本征电导率增加了其应用的困难。本文从颗粒纳米化、表面包覆碳，本体掺杂等方面综述了提高磷酸亚铁锂材料电子和离子导电能力的的改性研究及产业化进展。
关键词：锂离子电池；正极材料；磷酸亚铁锂
1引言
锂离子电池是一种高效致密的储能器件。锂离子电池技术的发展趋势是追求更高的质量与体积比能量、更高的比功率、更长的循环与服役寿命、更低的使用成本，同时更加强调器件的环境适应性和安全性，其应用领域已从手机、笔记本拓展到电动工具、轻型电动车、混合电动车、电信备电、空间航天等领域。锂离子电池的安全问题一直是产业界和科研界关注
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的焦点。解决方法主要包括：设计安全的电芯物理结构、采用热稳定性更高的电极材料、
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采用有机或无机电解液添加剂、隔膜采用三层复合或有机无机（陶瓷）复合结构、变革
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传统氧化还原反应电极材料为有机自由基反应材料等。
从安全问题发生的化学反应机理看，选择电化学和热稳定的锂离子电池电极材料是预防电芯滥用导致安全问题的最基础也是最重要的手段。高容量的正极材料LiNi05M
05O2和以LiNi13Co13M
13O2为基准的镍钴锰三元层状材料（3M专利）在安全性上较LiCoO2有了较大提高，但这些氧化物的热稳定性还不能令人满意。以LiFePO4为代表的聚阴离子结构磷酸盐材
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料由于其突出的内禀安全、超长循环寿命、宽电化学窗口、低成本等特点受到了广泛关注。
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磷酸盐材料还包括高电位的单电子氧化还原嵌入化合物如LiM
PO4
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、LiVPO4F
、
LiCoPO4
、LiNiPO4
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和具有高电化学容量特点的多电子氧化还原嵌入化合物如
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Li2NaV2PO43
和Li3V2PO43
。本文主要介绍最成熟的磷酸盐磷酸亚铁锂材料的最新
研究及产业化进展。
磷酸亚铁锂的本征结构、2磷酸亚铁锂的本征结构、物理特性与应用壁垒
LiFePO4是一种橄榄石结构的聚阴离子磷酸盐，PO键非常强，材料热力学稳定，使用安全可靠，是当前最受关注的锂离子电池正极材料之一。该材料电化学完全脱嵌锂时，晶格a，b轴方向分别收缩5和36，c轴方向伸长2，晶格体积畸变较小，约66，晶格形变小，材料结构稳定，循环寿命极长。LiFePO4还具有无毒、对环境友好、原料丰富r