磷酸鐵鋰電池和錳酸鋰電池的比較

　　隨著世界各國(guó)對(duì)新能源電池產(chǎn)業(yè)的政策傾斜，鋰離子動(dòng)力電池作為21世紀(jì)發(fā)展的理想能源，越來越受到大家的關(guān)注。自鋰電池在便攜式電器如手提電腦、攝像機(jī)、移動(dòng)通訊中得到普遍應(yīng)用以后，最近兩三年中，世界一流鋰電企業(yè)對(duì)鋰離子動(dòng)力電池商業(yè)化生產(chǎn)的成功，不僅給UPS、移動(dòng)激光電源、移動(dòng)照明電源、移動(dòng)通訊設(shè)備、軍事領(lǐng)域、航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用帶來了實(shí)質(zhì)進(jìn)展，更給汽車行業(yè)以動(dòng)力電源取代傳統(tǒng)能源的愿望帶來了希望。

　　如此廣闊的市場(chǎng)前景，使得鋰離子動(dòng)力電池商業(yè)化生產(chǎn)成為人們最為關(guān)注的焦點(diǎn)。中國(guó)鋰電行業(yè)的相關(guān)企業(yè)自然不會(huì)放過這個(gè)機(jī)遇，紛紛開始試制或批量生產(chǎn)鋰離子動(dòng)力電池。

　　生產(chǎn)鋰離子動(dòng)力電池必然要對(duì)正極材料進(jìn)行選擇。雖然從理論上講，可以提供選擇的正極材料品種繁多，但是目前真正可以應(yīng)用商業(yè)生產(chǎn)用途的鋰離子正極材料很少，歸納下來只有磷酸鐵鋰、錳酸鋰和三元材料。如果考慮電池的安全和循環(huán)壽命，那么只有磷酸鐵鋰和錳酸鋰可以勝任。它們之所以能夠成為動(dòng)力鋰離子電池正極材料的首選，和它們的結(jié)構(gòu)和性能有著密不可分的聯(lián)系。通過世界各國(guó)材料研究人員不懈的努力，我們對(duì)磷酸鐵鋰和錳酸鋰的結(jié)構(gòu)和性能有了下面的一些基本認(rèn)識(shí)。

磷酸鐵鋰結(jié)構(gòu)圖

錳酸鋰結(jié)構(gòu)圖

磷酸鐵鋰和錳酸鋰性能一覽表

　　根據(jù)上述研究數(shù)據(jù)，我們可以了解到磷酸鐵鋰電池和錳酸鋰電池各自存在的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，具體比較如下表所示：

　　真正從事鋰電工作的人們對(duì)上述表格的結(jié)論都很清楚，磷酸鐵鋰和錳酸鋰做為鋰離子動(dòng)力電池的正極材料并不存在著誰優(yōu)誰劣的巨大差異。但是對(duì)行外人士來說，就很容易被磷酸鐵鋰下列的幾個(gè)特點(diǎn)所迷惑：

　　1）常溫和較高溫度下循環(huán)性能極佳。

　　2）用它制備的鋰離子動(dòng)力電池在安全性能上表現(xiàn)良好。

　　盡管這是因?yàn)槠涔ぷ麟妷浩脚_(tái)只有3.3V所致，但是人們往往忽視這一點(diǎn)。

　　3）原材料豐富。

　　這一點(diǎn)很容易讓人們聯(lián)想到磷酸鐵鋰制備簡(jiǎn)單和低成本。

　　目前現(xiàn)在國(guó)內(nèi)某些鋰電企業(yè)正是憑借著行外人士的模糊認(rèn)識(shí)，通過各種輿論手段拼命夸大磷酸鐵鋰的循環(huán)和安全性能，并將錳酸鋰說得一無是處。如果僅僅是個(gè)別的商業(yè)性炒作倒也無可厚非，但是當(dāng)這種不負(fù)責(zé)任的做法逐漸被整個(gè)行業(yè)所默認(rèn)時(shí)，就令人匪夷所思了。

　　本文希望通過對(duì)磷酸鐵鋰和錳酸鋰的性能分析，還給它們一個(gè)公正和客觀的評(píng)價(jià)。

　　首先我們來看看鋰電行業(yè)生產(chǎn)鋰離子動(dòng)力電池的情況。

　　世界上生產(chǎn)鋰離子動(dòng)力電池最為成功的頂級(jí)鋰電企業(yè)有美國(guó)A123、加拿大的E-One Moli、日本的Sony和Sanyo等。其中除了A123是使用磷酸鐵鋰作為正極材料以外，其他企業(yè)所使用的正極材料均是以錳酸鋰為主要成分。再?gòu)?008年國(guó)際動(dòng)力鋰離子電池商業(yè)生產(chǎn)份額來看，以錳酸鋰為主體正極材料的鋰離子動(dòng)力電池占了整個(gè)市場(chǎng)的90%以上。由此可見，錳酸鋰正極材料到目前為止是世界一流鋰電行業(yè)制備鋰離子動(dòng)力電池的首要選擇。

　　中國(guó)的鋰電行業(yè)目前對(duì)鋰離子動(dòng)力電池可以實(shí)現(xiàn)初步商業(yè)量產(chǎn)化的企業(yè)大約有：日本TDK投資的ATL、深圳的比亞迪、天津的力神、常州的江蘇錳克和蘇州的星恒等。其中除了深圳的比亞迪聲稱擁有“鐵電池”外，其他公司生產(chǎn)的鋰離子動(dòng)力電池均是使用錳酸鋰為主體的正極材料。

　　如果上述情況仍然不能讓大家明白的話，我們?cè)偬峁┮恍?shí)例做進(jìn)一步的說明。這里我們以江蘇錳克電池有限公司的錳系鋰離子動(dòng)力電池與國(guó)內(nèi)河北某知名鋰電公司以及深圳某鋰電公司生產(chǎn)的磷酸鐵鋰鋰離子動(dòng)力電池做一些同等狀態(tài)下的放電測(cè)試。測(cè)試過程和結(jié)果如下所示：

　　1.18650圓柱形樣品測(cè)試前參數(shù)一覽表：