《磷酸锂铁》word版

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1、磷酸鋰鐵磷酸鋰鐵（分子式LiFePO4，又稱磷酸鐵鋰、鋰鐵磷，簡稱LFP），是一種鋰離子電池的正極材料，也稱為鋰鐵磷電池，特色是不含鈷等貴重元素，原料價格低且磷、鋰、鐵存在於地球的資源含量豐富，不會有供料問題。其工作電壓適中（3.2V）、電容量大（170mAh/g）、高放電功率、可快速充電且循環壽命長，在高溫與高熱環境下的穩定性高。這種橄欖石結構的鋰電池正極材料，已經有多家上游專業材料廠展開量產，預料將徹底大幅擴張鋰電池的應用領域，將鋰電池帶到擴展至電動自行車、油電混合車與電動車的新境界；日本東京工業大學由山田淳夫教授所領導

2、的一個研究小組，在2008年8月11日出版的《自然•材料》報告說，磷酸鋰鐵離子電池將會被用作清潔環保的電動汽車的動力裝置，其前景被普遍看好。由山田淳夫教授所領導的東京工業大學與東北大學的聯合研究人員，使用中子射線照射磷酸鐵，然後分析中子和物質之間的相互作用來研究鋰離子在磷酸鐵中的運動狀態。研究人員的結論是，在磷酸鋰鐵中，鋰離子按照一定方向筆直地擴散開去，這與鋰離子在現有的鈷等電極材料中的運動方式不同。這樣的結論與原先推估的理論完全一致，使用中子繞射分析的結果，更加證實了磷酸鋰鐵（分子式LiFePO4，又稱磷酸鐵鋰，簡稱LFP

3、）可以確保鋰電池的大電流輸出輸入的安全性。首先採用這種鋰電池材料的油電混合車是GM的CHEVROLETVolt，這部插電式油電混合車（PHEV）將在2010年正式在市面上銷售，它突出的省油性能與駕控的舒適，使得它尚未銷售，目前已經有將近四萬名美國民眾搶先訂購；Volt每次充電後的續航力為60公里，若遇到長途旅程，車上則搭載了小型汽油引擎來為電池充電，讓Volt能跑得更遠。GM相信這款PHEV能擁有150mpg的油耗表現。在日本與中國大陸則是有更多的鋰電池廠紛紛投入這種新型動力鋰電池的生產，目標市場就是電動自行車與電動公交車。

4、不過儘管目前這種新一代的材料儘管已經確定會是電動自行車、油電混合車與電動車的重要動力裝置，但是在商業化的路途當中，首要面臨的障礙就是專利的壁壘，許多較早進入此一領域的企業早已完成專利的部署，導致後進者會不經意地走入專利的陷阱當中。目前LFP最上游的化合物專利，被三家專業材料公司所掌握，分別是A123的Li1-xMFePO4、Phostech的LiMPO4以及Aleees的LiFePO4•zM』，同時也已經發展出十分成熟的量產技術，其中最大的產能已可達月產250噸。A123的Li1-xMFePO4主要的特徵是奈米級的LFP，藉

5、由物理性質的改變以及在正極材料當中添加了貴金屬，並輔佐特殊材質的石墨為負極，使得原本導電能力較差的LFP，可以成為商業化應用的產品；Phostech的LiMPO4主要特徵是藉由適當的碳塗佈來增加電容量與導電性；Aleees的LiFePO4•zM』的主要特徵藉由前驅物在高過飽和度的狀態下，施以激烈的機械攪拌力，造成金屬氧化物與LFP發生激動起晶之作用，產生共結晶的LFP與金屬氧化物的晶核，使得原本難以控制的二價鐵與晶相成長，得到了穩定的控制，進而取得了高容量與低阻抗的LFP這些上游材料的突破與快速發展，引起了鋰電池廠與汽車業者

6、的注意，並且帶動了鋰電池與油電混合車的興盛之路；LFP電池和一般鋰電池同為綠色環保電池，但兩者最大不同點是完全沒有過熱或爆炸等安全性顧慮，再加上電池循環壽命約是鋰電池的4~5倍，高於鋰電池8~10倍高放電功率（可瞬間產生大電流），加上同樣能量密度下整體重量，約較鋰電池減少30~50%，包括美國國防部的油電混合坦克車與悍馬車（近戰隱匿）、通用汽車、福特汽車、豐田汽車等業者皆高度重視LFP電池發展。A123甚至因此獲得了高達數千萬美金的政府補助，目的就是要扶植美國的鋰電池業者，利用油電混合車的發展機遇，一舉擊敗遙遙領先的日本汽車

7、業者。從各國發展來看，美國汽車產業界預估到2010年時全美的油電混合車將超過400萬台。美國通用汽車為了打破日系車廠獨霸局面，決定大幅朝向設計生產「可大規模生產的電動車」，因為現在許多美國消費者早已不堪高油價壓力，通用認為未來汽車必須能夠使用各種能源，其中電動車將成為關鍵。因此，GM在07年北美國際車展公開展示插電式油電混合動力車（Plug-inHybridElectricVehicle，PHEV）的概念車「ChevroletVoltConcept」，配合GM全新開發油電混合動力系統（E-FLEX），只要接上一般家用電源便可

8、為該車的磷酸鋰鐵電池充電。如果VoltConcept達到量產階段，每台車每年可減少500加侖（1,900公升）汽油消耗，也可以減少4,400公斤二氧化碳產出。面對如此銳不可擋的發展，一些工業銀行、創投基金與投資公司，早就把目光放在上游材料公司的佈局上，除了上述三家公司之外，在美國除了A12