國內(nèi)現(xiàn)在普遍選擇磷酸鐵鋰作為動力型鋰離子電池的正極材料,但磷酸鐵鋰電池在不容忽視的根本性缺點(diǎn),歸結(jié)起來主要有以下幾點(diǎn):
1、在磷酸鐵鋰制備時(shí)的燒結(jié)過程中,氧化鐵在高溫還原性氣氛下存在被還原成單質(zhì)鐵的可能性。單質(zhì)鐵會引起電池的微短路,是電池中最不能存在的物質(zhì)。
2、磷酸鐵鋰存在一些性能上的不足,如振實(shí)密度與壓實(shí)密度很低,導(dǎo)致鋰離子電池的能量密度較低。低溫性能較差,即使將其納米化和碳包覆也沒有解決這一問題。
3、材料的制備成本與電池的制造成本較高,電池成品率低。磷酸鐵鋰的納米化和碳包覆盡管提高了材料的電化學(xué)性能,但是也帶來了其它問題,如能量密度的降低、合成成本的提高、電極加工性能不良以及對環(huán)境要求苛刻等問題。
4、產(chǎn)品一致性差。從材料制備角度來說,磷酸鐵鋰的合成反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的多相反應(yīng),有固相磷酸鹽、鐵的氧化物以及鋰鹽,外加碳的前驅(qū)體以及還原性氣相。在這一復(fù)雜的反應(yīng)過程中,很難保證反應(yīng)的一致性。
5、知識產(chǎn)權(quán)問題。磷酸鐵鋰的基礎(chǔ)專利被美國德州大學(xué)所有,而碳包覆專利被加拿大人所申請。這兩個(gè)基礎(chǔ)性專利是無法繞過去的,如果成本中計(jì)算上專利使用費(fèi)的話,那產(chǎn)品成本將會進(jìn)一步提高。
此外,從研發(fā)和生產(chǎn)鋰電池的經(jīng)驗(yàn)來看,日本是鋰電池最早商業(yè)化的國家,并且一直占據(jù)著高端鋰電池市場。即使是在美國,利用磷酸鐵鋰和錳酸鋰作為動力型鋰電池正極材料的廠家也是各占一半,聯(lián)邦政府也是同時(shí)支持這兩種體系的研發(fā)。鑒于磷酸鐵鋰存在的上述問題,很難作為鋰電池的正極材料在新能源汽車等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。