制造磷酸铁锂电池的材料有哪些？

磷酸铁锂电池作为当下热门的电池发展方向，具有很多的优势特点，锂离子电池主要由正负极活性材料及电解质组成。下面将对三种主要相关材料进行介绍。

目前研究的众多锂离子电池正极材料中，层状过渡族金属氧化物材料、尖晶石型结构及橄榄石型结构材料被认为是最具潜力的几种材料。仍进行的研究主要为了减少材料合成的成本并延长材料有效使用寿命。

LiCoO2材料是目前研究最为成熟的材料，同时也是应用最广泛的材料，主要被应用在小型便携式电子产品中。随着锂离子电池的大型化发展，由于其价格昂贵和毒性大等缺点，使其电池成本居高不下，同时也存在严重的环境污染问题，因而寻找其替代材料是锂电学术界一直致力研究的问题。

LiNiO2材料由于较高的实际容量（190-210mAh/g）和低自放电率，与电解液相容性好等优势，从而在一段时间内得到了短暂的关注。但这种材料合成困难，同时存在严重的安全问题，因而，目前少有研究者对其进行研究。

在众多替代材料中，尖晶石型LiMn2O4是其中的典型代表，其可逆容量为120mAh/g左右。该材料具有成本低、安全性能好、无污染等一系列有点，同时其三维的隧道结构使其具有比层状正极材料更好的倍率性能，更适合于用作锂动力电池的正极材料。但其存在容量较低和高温下循环性能差等缺点，限制了它的应用。

为了综合传统LiCoO2、LiNiO2和LiMn204等正极材料的优势，研究者开发了新型的层状化合物LiCoxNiyMnzO2和LiNi1﹣x﹣yCoxAlyO2，较典型的是LiCo?Ni?Mn?O2和LilNi1-x-yCoxAlyO2材料，前者综合了传统材料的优势，具有稳定的循环性能，容量高，成本低，安全性能好等突出优势，是目前具有较好的前景的锂离子电池正极材料。LiNi1﹣x-yCoxAlyO2材料由于充放电过程结构稳定，被认为是大功率锂离子电池的首选正极材料。

除层状三元化合物外，聚阴离子型化合物是目前认为最具潜力的锂离子电池正极材料。最为典型且已经进入商业化阶段的是LiFePO4材料，该材料具有材料来源广泛，生产成本低，比容量高，常温循环性能稳定，热稳定性好，环境友好，充放电平台稳定等优点，因此得到了广泛的关注与研究。

LiFePOa材料的理论比容量为170mAh/g，工作电压为3.4V，该电压既不会导致电解液的氧化分解，又可以使材料保持较高的能量密度，因而使该材料成为理想的正极材料。同时，在充放电过程中存在稳定的两相转变，而不是单一连续的锂离子浓度的变化，晶体结构几乎不会重排，因而其具有稳定的充放电平台，循环性能稳定。

锰酸锂的生产主要以二氧化锰和碳酸锂为原料，配合相应的添加物，经过混料，并使用凤谷粉体材料回转窑动态烧结，后期处理等简单步骤而生产的。也有用四氧化三锰作为原料，这样成本会有所增加，质量会有所提升。生产工艺简单，无毒害，不产生废水废气，生产过程中的粉末可以回收再利用，环境友好。