磷酸鐵鋰是一種鋰離子電池電極材料，化學(xué)式為LiFePO4（簡稱LFP），主要用于各種鋰離子電池。磷酸鐵鋰具有有序規(guī)整的橄欖石型結(jié)構(gòu)，其中的鋰離子具有一維可移動性。充放電過程中可以可逆的脫出和嵌入。

磷酸鐵鋰起步較早，技術(shù)發(fā)展較為成熟，其核心優(yōu)勢是價格低廉，環(huán)境友好、較高的安全性能、較好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與循環(huán)性能。劣勢在于低溫性能差、能量密度低。

磷酸鐵鋰與磷酸錳鐵鋰的參數(shù)對比

磷酸錳鐵鋰屬于磷酸鐵鋰與磷酸錳鋰混摻的產(chǎn)物，與磷酸鐵鋰結(jié)構(gòu)相同，均為有序規(guī)整的橄欖石型結(jié)構(gòu)。磷酸錳鐵鋰與磷酸鐵鋰具有相同的低成本、高安全性能，高熱穩(wěn)定性，針刺、過充不發(fā)生自燃，壽命長、安全無爆炸風(fēng)險的優(yōu)點，可以說是兼具磷酸鐵鋰和磷酸錳鋰優(yōu)點，同時還可以彌補了磷酸鐵鋰能量密度低的短板，因此也被譽為“磷酸鐵鋰的升級版”。

磷酸鐵鋰與磷酸錳鐵鋰的參數(shù)對比

1.電池能量密度更大且續(xù)航能力更強。

磷酸錳鐵鋰?yán)碚撊萘颗c磷酸鐵鋰相同，為170mAh/g；但磷酸錳鐵鋰相對于Li/Li的電極電勢為4.1V，遠(yuǎn)高于磷酸鐵鋰的3.4V，且位于有機電解液體系的穩(wěn)定電化學(xué)窗口，相比磷酸鐵鋰提升了0.7V，平臺電壓提升了20%，從而促使在相同體積質(zhì)量下的磷酸錳鐵鋰的能量密度從578Wh/kg提升到697Wh/kg。

2. 制造成本更低。

磷酸錳鐵鋰與磷酸鐵鋰材料用量的主要區(qū)別在于所需錳源的用量變化，每kWh的磷酸鐵鋰正極需要鐵源0.61kg，而每kWh的磷酸錳鐵鋰正極需要鐵源0.13kg+錳源0.38kg。

磷酸錳鐵鋰的缺陷

磷酸錳鐵鋰和磷酸鐵鋰對比，磷酸錳鐵鋰具有以下缺陷：

1、磷酸錳鐵鋰的循環(huán)壽命較短、充放電能力較差。磷酸錳鐵鋰中有錳元素的加入，錳的溶出會導(dǎo)致循環(huán)壽命變短，充放電能力和壽命變差。

2、磷酸錳鐵鋰的低電導(dǎo)率導(dǎo)致其容量難以發(fā)揮、且與電解質(zhì)會發(fā)生副反應(yīng)導(dǎo)致其材料的容量難以發(fā)揮。

磷酸錳鐵鋰正極材料電池作為一種實用新型鋰電池，代表了電池未來發(fā)展的方向。它是迄今為止發(fā)明的最理想的動力電池。未來甚至?xí)蔀樽盍畠r的動力電池，是電池產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的核心產(chǎn)品之一。相比其他動力電池有無可比擬的優(yōu)勢。

3、 磷酸錳鐵鋰技術(shù)升級不及預(yù)期：現(xiàn)有的納米化、離子摻雜、碳包覆等改性技術(shù)對磷酸錳鐵鋰電化學(xué)性能提升有限，實際能量密度與磷酸鐵鋰尚有差距，如果技術(shù)無法持續(xù)升級，可能導(dǎo)致推廣低于預(yù)期。2） 磷酸錳鐵鋰成本下降不及預(yù)期：目前工業(yè)化普遍采用的高溫固相法產(chǎn)品性能較差難以實現(xiàn)對磷酸鐵鋰的替代，水熱法生產(chǎn)產(chǎn)品性能優(yōu)越但設(shè)備成本較高，若成本下降幅度低于預(yù)期，可能導(dǎo)致實際商用化應(yīng)用受限。3） 顛覆性技術(shù)突破：如富鋰錳基正極、固態(tài)電池等技術(shù)出現(xiàn)顛覆性突破，可能會取代磷酸錳鐵鋰實現(xiàn)對現(xiàn)有產(chǎn)品的替代。

鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈

來源：上海錦町新材料科技整理自網(wǎng)絡(luò)

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