中国粉体网讯 磷酸铁锂正极材料因其超长寿命、使用安全、耐高温、大容量、无记忆效应等优点被广泛应用在动力电池和储能用电池。但人无完人，材料也没有完美的材料，磷酸铁锂的缺点也不少：导电性差、锂离子扩散速度慢、振实密度较低、低温性能差、电池存在一致性问题……
有没有一种与磷酸铁锂相似的材料来代替它呢？研究者们早就开始思考这个问题了，并且真的找到几种材料来研究了一下，让我们来看看是哪几种材料。
磷酸锰锂（LiMnPO4）
磷酸锰锂正极材料具有能量密度高、成本低、安全性高和热稳定性好等优点，目前已成为锂电产业界研究的热点，有望成为继磷酸铁锂之后的新一代正极材料。
在目前所报道的一系列正极材料中，LiMnPO4正极材料具有4.1V的高电位，比LiFePO4提高0.7V，且处于现有电解液的稳定电化学窗口。据相似的放电比容量和压实密度测算，LiMnPO4电池的能量密度较LiFePO4提高约20%，达190Wh·kg-1，且LiMnPO4价格更便宜。与锰酸锂相比，LiMnPO4具有相近的工作电压，但能量密度更高、高温循环寿命更长。与三元材料相比，LiMnPO4具有相似的能量密度，但更安全、价格更低。
磷酸锰锂也有缺点，如电导率低、结构会发生不可逆变化、循环性差、随着材料充放电次数的增加材料会失活。
磷酸钒锂（Li3V2(PO4)3）
Li3V2(PO4)3属于P21/n空间群（晶格常数a=0.8662nm，b=0.8624nm，c=1.2104nm，=90.452°）。在电压3.0~4.3V范围内，每个Li3V2(PO4)3晶胞单元能可逆脱嵌2个Li+，理论容量为133mAh/g，电压为3.0~4.8V时，第3个Li+完全脱嵌，理论容量为197mAh/g。
相比于其它锂离子电池正极材料，单斜结构的Li3V2(PO4)3具有化学稳定性好、理论容量高(197mAh/g)、工作电压高(3.0~4.8V)、循环寿命长、倍率性能优、低温性能好等优点，成为当前极具发展潜力的锂离子动力电池正极材料之一。
磷酸钒锂的缺点是电子传导性低（室温下仅为2.4×107S/cm），限制了其发展。研究者主要通过碳包覆和离子掺杂改善Li3V2(PO4)3的电子传导率。
磷酸镍锂（LiNiPO4）
在所有的磷酸盐橄榄石中，镍磷橄榄石表现出较高的工作电压（5.1Vvs.Li+/Li）和能量密度（250.2Wh/kg）。橄榄石型LiNiPO4呈六方密堆积结构，为正交晶系。在LiNiPO4中，２个NiO6八面体之间通过共用角连接，并且与四面体聚阴离子PO43-交联，形成沿着b轴和c轴走向的由Li离子占据的隧道组成的三维网络。在这个三维网络中，密集的氧原子位于六边形的角落，Li和Ni离子位于八面体位置的中心。这种化合物的优点是PO43-聚阴离子中的强P-O共价键在完全充电时，可以稳定氧气以防止高压环境下释放氧气，从而使LiNiPO4成为优质、稳定和安全的材料。同时，PO43-又趋于降低Ni-O键的共价性，可改变Ni2+/Ni3+的氧化还原电位。
磷酸镍锂的缺点：存在纯相合成难、电导率低、锂离子扩散慢的问题。LiNiPO4的高氧化还原电位已经超过了目前电解质所能承受的范围，因而在普通电解液中，很难得到LiNiPO4材料的充放电曲线，其锂离子脱嵌机理也不是很清楚。
参考来源：
秦来芬.新一代动力锂离子电池磷酸锰锂正极材料的研究现状与展望
董虎林.磷酸钒锂正极材料掺杂改性研究进展
王华丹.高压正极材料磷酸镍锂研究进展
（中国粉体网编辑整理/墨玉）
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