磷酸铁锂电池工作原理 磷酸铁锂电池原理应用
锂离子电池内部主要由正极,负极,电解质及隔膜组成.正,负极及电解质材料不同及工艺上的差异使电池有不同的性能,并且有不同的名称.目前市场上的锂离子电池正极材料主要是钴酸锂(LiCoO2),锰酸锂（LiMn2O4),另外还有少数采用镍酸锂（LINiO2)作正极材料的锂离子电池，新开发的磷酸铁锂电池是用磷酸铁锂（LiFePO4,简称LFP)材料作电池正极的锂离子电池，它是锂离子电池家族的新成员。
磷酸铁锂电池的内部结构，一侧是橄榄石结构的LiFePO4作为电池的正极，由铝箔与电池正极连接，中间是聚合物的隔膜，它把正极与负极隔开，但锂离子Li+可以通过而电子e-不能通过，右边是由碳（石墨）组成的电池负极，由铜箔与电池的负极连接。电池的上下端之间是电池的电解质，电池由金属外壳密闭封装。
LiFePO4电池在充电时，正极中的锂离子Li+通过聚合物隔膜向负极迁移；在放电过程中，负极中的锂离子Li+通过隔膜向正极迁移。锂离子电池就是因锂离子在充放电时来回迁移而命名的。
由于磷酸铁锂电池具有无可比拟的优势，可广泛应用于多个领域。根据市场普及程度，磷酸铁锂应用大致分三个阶段：
第一阶段（目前较为广泛）：
1．电动工具：电钻、电锯、割草机等；
2．遥控汽车、船、飞机等玩具；
3．不间断电源（UPS）及应急灯、警示灯及矿灯(安全性最好)；
4、替代照相机中3V的一次性锂电池及9V的镍镉或镍氢可充电电池（尺寸完全相同）；
第二阶段（目前正在兴起）：
1．轻型电动车：电动自行车、高尔夫球车、小型平板电瓶车、铲车、清洁车、电动轮椅等；
2．太阳能及风力发电的储能设备；
3．小型医疗仪器设备及便携式仪器等。
第三阶段（目前靠政府推动）：
1．大型电动车辆：公交车、汽车、景点游览车及混合动力车等。
锂离子电池的主要材料
目前用作锂离子电池的正极材料主要有：LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2及LiFePO4。这些组成电池正极材料的金属元素中，钴（Co）最贵，并且存储量不多，镍（Ni）、锰（Mn）较便宜，而铁（Fe）最便宜。正极材料的价格也与这些金属的价格行情一致。因此，采用LiFePO4正极材料做成的锂离子电池应是最便宜的。它的另一个特点是对环境无污染。作为可充电电池的要求是：容量高、输出电压高、良好的充放电循环性能、输出电压稳定、能大电流充放电、电化学稳定性能、使用中安全（不会因过充电、过放电及短路等操作不当而引起燃烧或爆炸）、工作温度范围宽、无毒或少毒、对环境无污染。采用LiFePO4作正极的磷酸铁锂电池在这些性能要求上都不错，特别在大放电率放电（5～10C放电）、放电电压平稳上、安全上（不燃烧、不爆炸）、寿命上（循环次数）、对环境无污染上，它是最好的，是目前最好的大电流输出动力电池。
LiFePO4电池的结构与工作原理
LiFePO4电池的内部结构如图1所示。左边是橄榄石结构的LiFePO4作为电池的正极，由铝箔与电池正极连接，中间是聚合物的隔膜，它把正极与负极隔开，但锂离子Li+可以通过而电子e-不能通过，右边是由碳（石墨）组成的电池负极，由铜箔与电池的负极连接。电池的上下端之间是电池的电解质，电池由金属外壳密闭封装。
图1LiFePO4电池内部结构
LiFePO4电池在充电时，正极中的锂离子Li+通过聚合物隔膜向负极迁移；在放电过程中，负极中的锂离子Li+通过隔膜向正极迁移。锂离子电池就是因锂离子在充放电时来回迁移而命名的。
LiFePO4电池主要性能
LiFePO4电池的标称电压是3.2V、终止充电电压是3.6V、终止放电压是2.0V。由于各个生产厂家采用的正、负极材料、电解质材料的质量及工艺不同，其性能上会有些差异。例如同一种型号（同一种封装的标准电池），其电池的容量有较大差别（10%～20%）。
