LiFePO4正极材料的合成及电化学性能研究(3)
（1）工作时单体电池电压高 一般可达3.6—3.8V。
（2）比能量在125Wh/kg到300Wh/L之间。
（3）循环寿命长，一般可达500次以上，甚至到1000次以上。
（4）安全性能好，无毒绿色，没有记忆效应。
（5）充电完成后的自放率小，自放电小。
（6）可以快速充放电，能充电容量高，满足一般各种设备的功率。
于是随着科学技术的发展，在80年代以一次锂电池为基础，研发出来了二次锂离子电池，它是以金属锂做为负极的锂二次电池体系，电池正极由MnO2、MnS2等材料做成，LiClO4的有机溶液做为电解层[2]。虽然这类电池具有能量密度高等特点，但它存在安全性差和充放电寿命短的问题。因为这类电池反复充放电后，充电时在负极表面的弄一些区域沉积过快，产生枝晶，枝晶长大断裂，导致容量损失，还会穿透隔膜造成电池软短路，使电池起火甚至爆炸，存在严重的安全问题。
在发展到上世纪90年代初，日本索尼公司研发碳材料做为负极的新型锂离子电池，为正极材料改为运用高电位钴酸锂，解决了电极表层上形成枝晶的问题，从而使锂离子电池的安全性和循环寿命大大提高，从而实现了锂离子电池的商业化生产。
1.1.2锂离子电池的用途及原理
随着锂离子电池技术的不断进步，它还具有安全性能高，可做任意形状等特点，是一种十分理想的储能设备媒介。目前锂离子电池已经被应用于各种的电子设备上，如平板电脑，手机电池、便携式仪器、照明设备等。同时锂离子电池的应用，开始慢慢向电动工具、电动自行车等动力工具上发展。随着磷酸铁锂电池技术的不断推广和应用，大大降低了成本，性能也不断提高，锂离子电池技术的改进，还可以作为电动汽车、电动船舶等大型或超大型电动交通工具的理想供电基础电源。工作电压高、自放电率小、无记忆效应、循环寿命长、绿色环保等一系列独特磷酸铁锂，还支持无级扩展，十分适合运用于大规模电能储存，在可再生能源发电安全并网、UPS电源、分布式电站、电网调峰等领域也有着良好的应用前景。目前锂离子电池的市场巨大，运用普遍，开发研制出高性能、低成本的锂离子电池就具有广阔的市场前景。锂离子电池的工作原里是锂离子在晶面上的移动。锂离子电池的设计不同于其他常规二次电池。在两极形成的电压下降的驱动下,锂离子电池中的锂离子(Li+)可以随意从极材料提供的"空间”中“嵌入”或者“脱嵌”[3]在充放电过程中,锂离子来往于正负极定向移动。
1.1.3 正极材料
在锂离子电池中，正极材料占有非常重要的地位，也是当前锂离子电池发展和研究的重点。常见的正极材料有LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4和LiFePO4,通常使用石墨为负极材料,石墨在嵌锂后形成碳层间化合物LixC6,电解液为有锂盐LiPF6,LiAsF6作为电解质溶解有机溶剂碳酸乙稀醋(EC)、碳酸二乙醋(DEC)中的非水溶液。其中钴酸锂具备能量高、制备工艺简单、技术已经基本成熟、适应性良好，但钴本身是稀缺资源，价格普遍偏高，且具有毒性，导致磷酸钴锂电池安全性低成本高，且循环寿命短。锰酸锂对然价格便宜，但结构不太稳定，且容量相对较低，循环性能差。而镍酸锂的合成相对困难，且金属镍价格导致制造成本高昂。磷酸铁锂是一种橄榄石结构的化合物，与其他的电池正极材料相比，具有来源丰富价格相对低廉、对环境比较友好、比容量较高、循环性能和热稳定性良好、安全性能高等优点是理想的锂离子正极材料，在储能型离子蓄电池中具有广阔的发展前景，特别是在动力电池方面，同样也具有着良好的发展潜力。