特别迅速。磷酸亚铁锂作为种新型的锂离子电池正极材料，产品具有 无环境污染安全性好成本低适用于产业化生产，是改善和发展我 国新型能源产业振兴我省经济基础关键性项目，具有较好的经济效益和 社会效益。综合分析，项目建设是必要的。 国内外现状和技术发展趋势 锂离子电池的性能主要取决于正负极材料，其中正极材料的是最为 关键的部分，新型正极材料的研制已成为决定锂离子电池发展的关键。 具有高插入电位的过渡金属氧化物常作锂离子电池的正极材料，目前研 究较多的主要是层状结构的锂钴氧锂镍氧，具有尖 晶石结构的锂锰氧以及橄榄石结构的磷酸亚铁锂。层 状结构的锂钴氧目前已大规模商品化，具有开路电压高比能 量大循环寿命长能快速充放电等优点，但其毒性较大，价格昂贵， 制作大型动力电池时安全性难以得到保证，因此它目前主要用于手机等 小型电器。锂镍氧较锂钴氧价格略低，性能与锂钴氧相当，具 有较优秀的嵌锂性能，但制备困难，热稳定性差，产品性能难以稳定， 并且也存在较大的安全隐患。尖晶石成本低，耐过充安全性能 好，制备也比较容易，但其克容量低，高温电性能和循环性能较差，并 且充放电时尖晶石结构容易发生畸变效应而不稳定，因此自放电率比较 高。正交晶系橄榄石型磷酸亚铁锂具有成本低无毒对环境 友好原材料来源丰富理论容量和工作电压较高等优点，并且它具有 更好的循环性能和更高的安全性能。 综合分析，锂钴氧电池主要应用于小型电器如手机蓝牙， 笔记本电脑等，锰酸锂可用于中小型动力电池，但它主要起过渡作用， 磷酸亚铁锂则主要面向中小型和大型以上动力电池应用。 在自然界中以磷铁锂矿的形式存在，具有有序的橄榄石结 构，属于正交晶系，。在每个晶胞中有个单元其 晶胞参数为和。在中，氧原子 近似呈六方紧密堆积，磷原子在四面体的空隙，铁原子锂原子分别在 八面体的空隙。在晶体平面上八面体共点连结。个八 面体与两个八面体共边，而个四面体则与个八面体和 两个八面体共边。且具有二维可移动性，在充放电过程中可以 脱出和嵌入。 强的共价键形成离域的三维立体化学键，使具有很强 的热力学和动力学稳定性。纯存在的主要问题是离子扩散系数 和电子传导率均较低。针对这种情况，人们通过各种方法提高磷酸亚铁 锂的电导率，将导电碳包覆在磷酸亚铁锂颗粒表面以 形成磷酸亚铁锂碳复合正极材料是种较好的解决方法。 图为钴酸锂锰酸锂与磷酸亚铁锂充电放过程晶体结构变化示意 图。层状钴酸锂中锂的脱嵌只能控制在左右理论容量， 实际容量，否则会引起体积较大变化，进而引起发热发火。 与钴酸锂相比，磷酸亚铁锂和锰酸锂都更安全。锰酸锂的最大缺点是， 在深度放电过程中，当锰的价态低于或者等于时，会发生 畸变效应，使尖晶石中的八面体由正八面体结构转变 为四面体结构，造成材料结构不稳定。磷酸亚铁锂的充放电反应是在 和两相之间进行的，其中具有有序的橄榄石结构， 空间群为，磷酸铁属于异磷铁锰矿结构，空间群为，两者结 构极为相似，晶胞体积也很接近，由晶格常数的变化可以算出，在 被氧化为时，其体积减小了，充电过程中的体积收缩可以弥 补碳负极的膨胀，有助于提高锂离子电池的体积利用效率，这结构就 决定磷酸亚铁锂具有超长的循环寿命和高度的安全性。 图钴酸锂锰酸锂与磷酸亚铁锂充电放过程晶体结构变化示意图 目前直接合成磷酸亚铁锂的方法主要有高温固相反应法水热法。 按照前驱体制备工序分还有溶胶凝胶法共沉淀法机械化学活化法等。 从产业化的角度来讲高温固相法具有工艺简单，容易操作，工艺可调性 好，成本低等特点而成为首选方法。不同企业的高温固相法的具体实施 工艺又有所不同。 影响商业化的最主要障碍有两个 就材料本身而言是其导电性差，电阻率较大，电化学过程为扩 散控制，使之在大电流放电时容量衰减较大，而大电流放电又是评价动 力电池性能的个关键因素。目前的解决方案主要有包覆碳和掺杂金属 离子。 产品致性差。目前磷酸亚铁锂产品不同批次性能相差比较大。 产品致性差主要跟原材料的控制，烧结工艺以及产物的最后整形与处 理工艺有关。就烧结方法看，普遍采用惰性气氛炉不断通氮气或氩气来 进行煅烧，技术的关键点在于严格控制烧结过程中的氧分压，减少样品 的降温时间。 在国际上，美国公司美国上市公司年实现了 的产业化，解决了其电池的倍率放电及低温性能等问题，并已在中国的 部分锂离子电池厂家东莞新能源青岛澳柯玛及邦凯等以方式 生产的聚合物电池，其中东莞新能源的使用量就达到每年 吨。在中国苏州建设有生产基地。近期开发及 二个系列动力电池，其中为电池 组，为电池组，比能量为 能量密度在，除了优良的安全 目前，最小的锂动力电池不锈钢壳为，电压， 额定容量。这种电池的优点是体积小，比能量大，引起所有的电动 自行车厂家密切的关注，已设计出电池总重量仅为的电动自行车。 最轻型的电动自行车和电滑板车，仅用只电池串联驱动，续驶里程即 可达到。现在小型电动剪草机釆棉机，以及携带式备用通迅电源 军用，民用，矿灯等许多方面都在使用。不论是通迅照明驱动， 这种锂动力电池，均可做为种轻便可移动式的电力源泉而 走向市场。 电驱动助力自行车，这种介于机动车和非机动车之间的代步工具， 更突出了它诸多的优点和实用性。年，我国的电动自行车的产量已 达到万辆以上，有多家生产厂家。然而，研制生产电驱动自行 车的厂商们经过十几年的潮起潮落，最后都把目光盯住了锂动力电池， 其原因是所有的二次电池都不能满足于自行车那种轻巧灵便的需要。传 统的蓄电池装在自行车上就如同装上块约右重的大石头，其本 身的重量再加负载，使续驶里程不理想。这么重的电池提上提下地充电， 使人忧怨不堪。电池装在车上也壅肿难看。其电池本身的寿命也使消费 者大为恼火，用不了多久电池就报废了，而报废了的电池还会产生严重 的环境污染。 据专家分析，未来几年内，电动自行车将逐步取代自行车，锂动力 电池，做为电动自行车最理想的驱动源泉，其市场保有量会随着电动自 行车的逐年增加而增加。而用锂动力电池组装的电动自行车，其市场价 格并不比铅酸蓄电池组装的自行车价格高，用锂组装的仅比铅酸组装的 高出元，如果按铅酸组装车的标准和数据可同等价格并列。仅电动 自行车项，国内对锂离子电池正极材料的需求已超过万吨，其市场 潜力更是巨大。 如果说电驱动自行车现在已经形成了市场，那么电动摩托车市场规 模也已开始起动。其实采用电驱动摩托车在国外些先进技术的国家和 地区早巳研制开发，所有配件已经完美成熟，但始终因为电池问题，最 主要的是续驶里程和速度达不到理想的指标而叹惜。传统电池组装的摩 托车用庞大笨重的电池组合，其续驶里程仍然达不到理想的要求。只能 跑，最高时速也只有，不能满足消费者要求。锂动 力电池的产生，给电动摩托车的研发者带来新的憧憬。台湾电动摩 托车公司用锂动力电池组装测试，组选用组装的电摩托 车，续驶里程达到，最高时速可达。台湾是全世界推 广电动摩托车最优秀的地区，现与国内锂动力电池生产商，已经联 起手来争抢台湾以及国外的其它市场。在国内，各大摩托车厂商也瞄准 了锂动力电池作为动力研发。当重庆，嘉陵，洪都与锂动力电池纷纷握 手的时候，国内各大民营摩托车集团也毫不落后，力帆银钢更是咄咄 逼人，这种局面无疑给锂动力电池的未来市场创造了无限的商机，其市 场辉煌的前景无法估量。 从今年起在未来五年内，世界范围内将全面强制性实施新出厂轿车 由原来蓄电池改为蓄电池。现代轿车注重车载电子系统的现代 化，现代化的车载电子系统，无例外地需要电。只的蓄 电池不能满足诸多电子系统的需要，而使用铅酸电池组合达到电压容量 的要求，就要增加倍的重量和倍的体积。现代车怎么能用这种超重 量，超体积，且有嫌二次污染环境的传统电池。所以，锂动力电池以其 体积小比能量大及质量轻等优点，将做为首选蓄电池而进入现代车 族。据专家估计，仅此项世界每年的锂动力电池，其市场 容量将达到几佰亿美元。 锂动力电池也应用在军事领域，航天航空领域更存在不可估量的市 场。用在智能机器人，电动滑板车，儿童玩具车，剪草机，采棉机，野 外勘探工具，手动工具等方面，其市场份额巨大。 市场分析 锂离子电池市场需求分析 锂离子电池自上世纪九十年代以来其应用范围越来越广，从手机 笔记本电脑数码相机摄像机到电动自行车和电动汽车等。锂离子电 池应用的领域主要在通信通讯便携式电器以及电动汽车方面。目前， 手机笔记本电脑大量使用的是以为正极材料的锂离子电池。 电动汽车方面由于需要尽量减少车身重量以减少能耗和提高时速增大 电池容量以延长单次行车路程，这也使锂电池有了用武之地。 手机市场 对于锂离子电池的第大用户手机而言，虽然近几年全球手机销售 增速持续放缓，但由于新兴市场特别是非洲市场需求强劲，全球手机市 场仍将保持快速增速。其中摩根大通全球科技研究部预测年全球 手机出货量仍将保持两位数增长，拓墣产业研究所认为手机创新功能的 快速发展将推动年全球手机年产值增速达。而在我国，随着 农民收入水平增加，低价手机的大力推广，加之大中城市手机更新换代 加快，据预计，年我国城市换机率将由年的提高到 。国内手机销量明显上升，预计年我国手机销量达到 亿只，同比增长，但我国目前手机渗透率仅，和成熟市 场的国家相比明显偏低，未来市场增长潜力仍然很大。 手机除在其数量增长的带动下带