LiFePO4正极材料在高温条件下的性能特点(4)
安全性高：磷酸根化学键的结合力比传统的过渡金属氧化物结构化学键强，所以结构更加稳定，并且不易释放氧气。磷酸铁锂电池在高温下的稳定性可达400以上，保证了电池内在的高安全性；不会因过充、温度过高、短路、撞击而产生爆炸或燃烧。
环保且不需要稀有金属：磷酸铁锂电池不含任何（锂之外）重金属或者稀有金属，无毒（SGS认证通过），无污染，符合欧洲RoHS规定，为环保电池。
充电速度快，自放电少，无记忆效应：磷酸铁锂电池可大电流2C快速充放电，在专用充电器下，2C充电30分钟内即可使电池充满95%，起动电流可达2C，而铅酸电池现在无此性能。
体积小，重量轻：商品设计可轻量化，体积是相同容量铅酸电池的2/3，也较镍氢电池体积小；重量是相同容量铅酸电池的1/3，镍氢电池的2/3左右；
电池单体电压高，放电平台稳定：为3.2V，串联少，电池组可靠性高；电池组可靠性高，可作大电流高功率充放电高倍率放电特性：10C充放电效率达到 96%以上，容量保持率90%以上，可实现10C放电；
综上可知，磷酸铁锂电池相对传统电池和其它锂电池，具有自身明显的优势，可见与传统电池相比，磷酸铁锂电池只在价格方面处于一定劣势，其他各项指标明显占据优势。但如果考虑电池寿命，磷酸铁锂电池的价格却是最低的。
磷酸铁锂[16-19]除了振实密度、克容量两个指标略有不足，其他各项指标均占很大优势，尤其是在循环性能、环保性、安全性能、原料成本及应用领域方面[20]。
1.4 合成方法和改进措施
磷酸铁锂电池主要的应用领域是混合动力汽车、电动工具、电动自行车和电动代步车4个领域。随着这些领域的快速发展, 磷酸铁锂电池市场空间增大，故磷酸铁锂的合成是国内外关注的热点，因为实验条件所限，本实验主要采用水热合成法制备磷酸铁锂。
1.4.1 水热合成法
此方法用Na2HPO4和FeCl3, 合成FePO4•2H2O ,然后与CH3COOLi 通过水热法合成LiFePO4。与高温固相法比较, 水热法温度较低, 反应时间也仅为固相反应的1/5 左右，并且可以直接得到磷酸铁锂,不需要惰性气体。该法具有产物晶粒较小、物相均一等优点，尤其适合于高倍率放电领域。但该种合成方法[21]容易在形成橄榄石结构中发生Fe 错位现象，影响电化学性能，且水热法需要耐高温高压设备,工业化生产的困难要大一些。
1.4.2 控制LiFeP04的结晶度、晶粒大小改善性能
从合成方法的改良中，人们发现晶粒尺寸的大小也同样影响其作为电极材料的使用性能[22-23]。通过不同的合成方法来控制磷酸铁锂的结晶度以及晶粒尺寸，以此来达到改善LiFePO4容量和导电性能的目的。
Ferrell[2]等人采用沉淀法制备了高比能量的LiFePO4/C及纯相LiFePO4正极材料，实验发现，掺碳的LiFePO4粒度较小，粒径分布均匀，0.1 C首次放电比容量为144.6 mAh/g，循环20次后容量保持率为93.2％。对比大电量充放电实验表明正极材料的粒度减小有利于改善其电化学性能，特别是锂离子电池的大电流充放电性能，同时对电池制作工艺也非常有利。J.M.Chen[24]等人制备了网孔状结构的LiFePO4/C复合电极颗粒，C连续均匀的分布在颗粒表面。连续分散的纳米碳网络极大地改善了LiFePO4的空间结构，提高了电子的转移速度和Li+的脱嵌速度，LiFePO4/C具有良好的电化学性能。同时LiFePO4/C颗粒具有较高比表面积和孔体积，这种连续分散的纳米碳网络结构将有助于提高电极的高倍率放电特性和循环使用寿命(3C放电条件下，可循化700次以上)。HW．Liu等人[25]采用一文纳米结构方法来提高LiFePO4动力电池的电化学性 能。制备的LiFePO4纳米棒尺寸约为50 nm，其电极的工作电压2.5～4.2 V，具有相对较好的电化学性能，这是由于电子传输的距离变短和离子扩散受到纳米LiFePO4棒的影响所致。5 C、10 C、50 C、60 C放电倍率下的首次放电比容量分别为150、141、94、80 mAh/g，循环几个周期后仍具有良好的充放电特性。H．Liu等人[26]采用化学沉淀法将2～3 nm的ZrO2包覆在LiFePO4颗粒表面，并没有改变磷酸铁锂的晶体结构，但该电极的电化学性能得到提高，这是由于纳米ZrO 降低了界面电荷的转移距离，由此提高了电荷利用率。Akira Kuwaharat等人[27]制备了纳米级LiFePO4/C电极复合材料，其颗粒尺寸小于100 nm，电极的工作电压基本稳定在3.4 V，在电流密度为1000mA／g时，电极具有较高的放电容量113 mAh/g。合成纳米颗粒以减小颗粒大小，增大粒子的接触面积，提高其作为正极电极的充放电性能。