磷酸铁锂不容忽视的根本缺陷

目前，磷酸铁锂是我国电力锂离子电池的重要负极材料。政府的市场分析师、科研机构、公司甚至证券公司都看好这种材料，认为它是动力锂离子电池的发展方向。分析其原因，首先是以下两点之一:第一是受美国研发方向的影响，A123公司首先选择做磷酸铁锂离子电池正极材料。其次，我国还没有制备出具有良好高温循环和储存功能的动态锂离子电池锰酸锂材料。但是，磷酸铁锂也有不容忽视的根本缺陷，总结如下:

1.在制备磷酸铁锂的烧结过程中，氧化铁有可能在高温回收气氛中被还原为单质铁。简单的铁会造成电池的微短路，是电池中最忌讳的材料。这就是为何日本一直拒绝将这种材料用作锂离子电池的正极材料的重要原因。

2.磷酸铁锂在功能上存在一些缺点，如振动密度低、压实密度小，导致锂离子电池能量密度低。低温功能差，即使纳米和碳涂层也没有解决这个问题。美国阿贡国家实验室能量存储系统中心主任DonHillebrand博士谈到了磷酸铁锂离子电池在低温下的应用。尽管一些制造商声称磷酸铁锂离子电池在低温下能很好地工作，但这是在放电电流小、截止电压低的情况下。在这种情况下，设备无法启动作业。

3、材料的制备成本和电池的制造成本较高，电池的产率较低，一性差异。磷酸铁锂的纳滤和碳涂层在去除材料的电化学性能的同时，也导致了其他问题，如能量密度降低、成本降低、电极加工不良、严格的环境要求等。尽管在磷酸亚铁锂的化学元素,铁和P非常丰富,成本也低,但磷酸亚铁锂的产品成本不低,即使早期的开发成本,材料技术成本+准备电池的成本较高,会使最后的单位能量储存成本高。

4.产品均匀性不同。目前，国内还没有一家磷酸铁锂材料厂可以处理这个问题。从材料制备的角度看，磷酸铁锂反应是一个杂乱的多相反应，包括固相磷酸盐、氧化铁和锂盐，加上碳前驱体和回收气相。在这种混乱的反应中，很难保证反应的均匀性。

5.知识产权。第一份磷酸铁锂专利申请由FXMITTERMAIER&SOEHNEOHG(DE)于1993年六月二十五日获得，申请效果于1993年八月十九日公布。磷酸铁锂专利归德克萨斯大学所有，碳覆盖专利归加拿大人所有。这两项基本专利无法绕过过去，假设用成本挂钩来计算专利使用费，产品成本将进一步跋涉。

此外，从开发和生产锂离子电池的相关经验来看，日本是第一个将锂离子电池商业化的国家，一直占据着高端锂离子电池市场。美国虽然在一些基础研究方面处于领先地位，但还没有制造出大型锂离子电池。因此，日本选择改性锰酸锂作为动力锂离子电池的负极材料更为合理。即使在美国，磷酸铁锂和锰酸锂作为锂离子电池正极材料的比例也相当，联邦政府也支持这两种系统的发展。鉴于上述问题，磷酸铁锂在新能源汽车等领域难以作为动力锂离子电池的正极材料。假设能够解决锰酸锂高温循环和储存功能存在的问题，凭借其低成本和高倍增器功能的优势，在锂离子电池的动力应用方面将有很大的潜力。