磷酸铁锂电池应用现状及发展趋势①

刘兰胜

(恒大新能源科技集团有限公司，广东 深圳 518000)

1 引言

随着全球经济不断发展，能源危机逐渐加深，石油资源已表现出了供不应求和价格高涨的现象[1]。因此，寻找一种低碳环保且价格适中的新能源已成为全球各国的迫切需求。随着国内外锂电池产业链的逐步完善，材料和电池性能不断突破，生产成本也逐步下降，推动了锂电池市场呈现持续性增长趋势，特别是以磷酸铁锂为代表的正极材料作为一种实用新型锂电池，代表了锂电池的重要发展方向[2]。近几年，研究者们加大了对磷酸铁锂材料的开发，并将研究成果迅速转化到相应产品中。相关头部企业相继推出“刀片电池”“CTP”等新技术方案，在一定程度上扩大了磷酸铁锂电池的应用空间，特别是在过去一年里供需格局得到了极大改善，相信未来磷酸铁锂市场占比将会越来越高[3]。

2 应用现状

2.1 磷酸铁锂电池组成与原理

所谓磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池[4]，这一类电池特点是不含贵金属元素，在实际使用过程中，磷酸铁锂电池具有耐高温、稳定性强、循环次数高、价格便宜等优势。

如图1所示，磷酸铁锂型锂离子电池左侧是橄榄石结构的LiFePO4右侧为碳(石墨)，中间由一种特殊的复合膜隔开[5]。左侧正极与铝箔相连，右侧负极与铜箔相连，电池的上下端之间是电池的电解质，电池由金属外壳密闭封装。

图1 磷酸铁锂电池内部结构[6]

在对电池进行充电时，正极上分解生成锂离子，锂离子通过电解质进入电池负极，嵌入负极碳层的微孔中，在电池使用过程中，嵌在负极微孔中的锂离子又运动回正极；……