隨著移動電源產業的興起
，讓數量龐大的廠商之間的競爭也越來越激烈
，近期我們看到一些廠商號稱使用“加鐵的電芯”作為產品宣傳賣點
，那麼到底什麼是“加鐵的電芯”呢
？與目前市麵上多數移動電源內部使用的電芯相比，在性能和安全能力的表現上又如何呢？

　　

其實鋰電池隻是一個統稱
，如果按照其正極材料等進行細分的話，還會有鈷酸鋰、錳酸鋰以及磷酸鐵鋰。而本篇文章主要的闡述對象就是磷酸鐵鋰，也就是前文所說的“加鐵的電芯”。依次對其優缺點進行闡述

，以及目前市麵上多數移動電源使用鈷酸鋰或錳酸鋰電芯的一些特性對比。

磷酸鐵鋰電池內部結構

磷酸鐵鋰電池工作原理

　　

鋰離子電池內部主要由正極、負極電解質和隔膜組成，鋰離子電池的正
、負極及電解質根據所使用材料的不同，會使電池有著不同的性能表現以及不同的名稱。目前市麵上比較常見的鋰電池分為鈷酸鋰（LiCoO2）和錳酸鋰（LiMn2O4）
，以及本篇文章中的主角——磷酸鐵鋰（LiFePO4）。

逐漸興起的電動汽車

　　

作為鋰電池的一種
，磷酸鐵鋰主要用途就是動力係統領域，比如電動汽車、軍事航天
、電動工具以及UPS
，由於其有著出色的結構穩定性

、安(an)全(quan)性(xing)能(neng)以(yi)及(ji)較(jiao)長(chang)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)，所(suo)以(yi)更(geng)加(jia)適(shi)合(he)用(yong)在(zai)動(dong)力(li)係(xi)統(tong)領(ling)域(yu)中(zhong)使(shi)用(yong)。相(xiang)比(bi)使(shi)用(yong)其(qi)他(ta)正(zheng)極(ji)材(cai)料(liao)的(de)鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)來(lai)說(shuo)
，磷(lin)酸(suan)鐵(tie)鋰(li)電(dian)池(chi)至(zhi)少(shao)具(ju)備(bei)五(wu)大(da)優(you)點(dian)。

　　

相比目前市麵上較為常見的鈷酸鋰和錳酸鋰電池來說，磷酸鐵鋰電池至少具有以下五大優點：更高的安全性、更長的使用壽命、不含任何重金屬和稀有金屬（原材料成本低）
、支持快速充電、工作溫度範圍廣。

　　

燃燒中的鋰電池

　　

磷(lin)酸(suan)鐵(tie)力(li)完(wan)全(quan)解(jie)決(jue)了(le)鈷(gu)酸(suan)鋰(li)和(he)錳(meng)酸(suan)鋰(li)的(de)安(an)全(quan)隱(yin)患(huan)問(wen)題(ti)，表(biao)現(xian)在(zai)磷(lin)酸(suan)根(gen)化(hua)學(xue)鍵(jian)的(de)結(jie)合(he)力(li)比(bi)傳(chuan)統(tong)的(de)過(guo)度(du)金(jin)屬(shu)氧(yang)化(hua)物(wu)結(jie)構(gou)化(hua)學(xue)鍵(jian)強(qiang)，所(suo)以(yi)結(jie)構(gou)更(geng)加(jia)穩(wen)定(ding)
，並(bing)且(qie)不(bu)易(yi)釋(shi)放(fang)氧(yang)氣(qi)。

　　

　　

目前市麵上多數移動電源內部所使用的鋰離子電芯
，循環使用壽命基本在500次-800次左右，而磷酸鐵鋰電池則有著至少2000次以上的使用壽命，並且其容量還能維持在80%以上。所以如果移動電源內部儲電單元為磷酸鐵鋰的產品
，有著絕對的正常使用壽命優勢。

　　

磷酸鐵鋰正極材料

　　

磷(lin)酸(suan)鐵(tie)鋰(li)電(dian)池(chi)正(zheng)極(ji)材(cai)料(liao)中(zhong)不(bu)含(han)貴(gui)重(zhong)金(jin)屬(shu)和(he)稀(xi)有(you)金(jin)屬(shu)，所(suo)以(yi)更(geng)加(jia)環(huan)保(bao)
，能(neng)夠(gou)有(you)效(xiao)減(jian)少(shao)環(huan)境(jing)的(de)汙(wu)染(ran)。另(ling)外(wai)，廣(guang)泛(fan)的(de)材(cai)料(liao)來(lai)源(yuan)也(ye)讓(rang)其(qi)材(cai)料(liao)成(cheng)本(ben)更(geng)低(di)
，在(zai)價(jia)格(ge)上(shang)更(geng)優(you)優(you)勢(shi)。

磷酸鐵鋰放電曲線

　　

在充電速度上，磷酸鐵鋰同樣有著更大的優勢，支持快充的特性讓其可支持至少2C的充電速度（C為充電參數
，比如容量為1000mAh的電芯，2C電流即為1000mA×2=2000mA）。能夠大幅度縮短充電時間，目前市麵上多數移動電源在使用5V標準充電電壓下，充電電流通常為0.2C。

　　

各溫度下放電曲線

　　

相比其他鋰電池來說，磷酸鐵鋰電池有著更大的工作溫度範圍，在-20°C至+75°C下均可正常工作，一些具有耐高溫特性的磷酸鐵鋰電池還可以在350°C至500°C範圍內正常工作，相比錳酸鋰和鈷酸鋰的200°C極限值有著更多的優勢。

所以，相比鈷酸鋰和錳酸鋰電池來說，磷酸鐵鋰最為明顯的優勢就是極高的安全係數、支持快速充電（大電流充電）和(he)更(geng)寬(kuan)廣(guang)的(de)工(gong)作(zuo)溫(wen)度(du)範(fan)圍(wei)。可(ke)以(yi)讓(rang)消(xiao)費(fei)者(zhe)不(bu)必(bi)再(zai)為(wei)鋰(li)電(dian)池(chi)的(de)安(an)全(quan)問(wen)題(ti)而(er)擔(dan)心(xin)的(de)同(tong)時(shi)
，也(ye)能(neng)夠(gou)在(zai)更(geng)加(jia)惡(e)劣(lie)的(de)環(huan)境(jing)中(zhong)正(zheng)常(chang)使(shi)用(yong)。不(bu)過(guo)，相(xiang)比(bi)目(mu)前(qian)使(shi)用(yong)廣(guang)泛(fan)的(de)鈷(gu)酸(suan)鋰(li)和(he)錳(meng)酸(suan)鋰(li)電(dian)池(chi)來(lai)說(shuo)
，磷(lin)酸(suan)鐵(tie)鋰(li)也(ye)存(cun)在(zai)著(zhe)一(yi)些(xie)不(bu)足(zu)
，請(qing)看(kan)下(xia)文(wen)。

　　

在簡單介紹完磷酸鐵鋰電池的優點之後，再來讓我們看看目前存在的一些不足。主要分為振實密度低、存在一致性問題和較高的製作成本三方麵。

　

磷酸鐵鋰電池

　　

對(dui)於(yu)鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)來(lai)說(shuo)
，振(zhen)實(shi)密(mi)度(du)的(de)大(da)小(xiao)能(neng)夠(gou)決(jue)定(ding)在(zai)相(xiang)同(tong)容(rong)量(liang)下(xia)電(dian)池(chi)的(de)體(ti)積(ji)大(da)小(xiao)
，而(er)較(jiao)低(di)的(de)振(zhen)實(shi)密(mi)度(du)是(shi)目(mu)前(qian)磷(lin)酸(suan)鐵(tie)鋰(li)電(dian)池(chi)需(xu)要(yao)亟(ji)待(dai)解(jie)決(jue)的(de)一(yi)個(ge)缺(que)點(dian)。相(xiang)比(bi)鈷(gu)酸(suan)鋰(li)和(he)錳(meng)酸(suan)鋰(li)來(lai)說(shuo)
，相(xiang)同(tong)容(rong)量(liang)的(de)磷(lin)酸(suan)鐵(tie)鋰(li)電(dian)池(chi)體(ti)積(ji)則(ze)要(yao)更(geng)大(da)，這(zhe)也(ye)就(jiu)是(shi)為(wei)什(shen)麼(me)磷(lin)酸(suan)鐵(tie)鋰(li)電(dian)池(chi)沒(mei)有(you)在(zai)手(shou)機(ji)電(dian)池(chi)等(deng)領(ling)域(yu)興(xing)起(qi)的(de)一(yi)個(ge)原(yuan)因(yin)。不(bu)過(guo)對(dui)於(yu)移(yi)動(dong)電(dian)源(yuan)領(ling)域(yu)來(lai)說(shuo)，相(xiang)同(tong)6000mAh的不同電池在尺寸上的差距並不明顯，屬於用戶可接受範圍之內。

電動汽車內的電池組

　　

suiranlinsuantielidianchixiangbigusuanlihemengsuanlidianchilaishuo，zaishoumingshangyouzhejueduidelingxianyoushi。buguozaidianchizumoshixiashi，qishouminghuidafujiangdi。yinweidianchizushiyoudaliangdantidianchitongguochuanbingdefangshilianjiedaoyiqide，ruguozhenggedianchizuzhongyouyigedianchichuxianguzhang，namegenghuanzefeichangmafan，zheyejiushiweishenmemuqiandiandongqicheneidianchizubiaochengdexunhuanshoumingtongyangwei500次的原因。

　　

使用磷酸鐵鋰電芯的移動電源所提供的材料樣本

　　

youyulinsuantielizhengjizhongdecailiaowulixingnengheqitalidianchicailiaoxiangchajiaoda，liduxiao
，zhenshimiduxiaodengyinsudeyingxiang
，suoyizaizhizuogongyishangdegongyiyaoqiujiaogao，jiashangqibiaochengdianyawei3.2V，低於普通3.7V的鋰電池電壓，所以在製造整個電池組成本和相關製造設備和工藝上的要求要高於其他鋰電池。

　　

除chu了le以yi上shang介jie紹shao磷lin酸suan鐵tie鋰li電dian池chi的de三san大da弊bi端duan之zhi後hou，還hai有you一yi個ge潛qian在zai的de問wen題ti在zai阻zu礙ai磷lin酸suan鐵tie鋰li電dian池chi的de發fa展zhan，就jiu是shi正zheng極ji材cai料liao的de專zhuan利li紛fen爭zheng問wen題ti。讓rang目mu前qian磷lin酸suan鐵tie鋰li的de整zheng體ti成cheng本ben要yao高gao於yu早zao已yi普pu及ji的de鈷gu酸suan鋰li和he錳meng酸suan鋰li電dian池chi。不bu過guo值zhi得de欣xin慰wei的de是shi，近jin期qi其qi專zhuan利li問wen題ti已yi經jing得de到dao緩huan解jie。

　　

下表為磷酸鐵鋰電池和錳酸鋰、鈷酸鋰電池的幾個比較明顯的數據對比，主要通過標稱電壓、充放電壓範圍、體積比能量等幾大方麵進行對比。

從上表中我們可以看出，磷酸鐵鋰、鈷酸鋰
、錳酸鋰三種使用不同正極材料的電池，雖然統稱為鋰離子電池，不過從其功能特性來看
，還是存在較大差別的。

 

　　

首先就是電池標稱電壓，人們已經熟知的鈷酸鋰標稱電壓為3.7V
，這zhe也ye是shi目mu前qian非fei常chang常chang見jian的de一yi種zhong鋰li離li子zi電dian池chi。而er擁yong有you更geng高gao電dian壓ya的de錳meng酸suan鋰li在zai近jin年nian來lai也ye被bei使shi用yong在zai一yi些xie手shou機ji和he移yi動dong電dian源yuan產chan品pin中zhong，而er磷lin酸suan鐵tie鋰li的de標biao稱cheng電dian壓ya為wei3.2V，更低的電壓值在電路設計和檢測環節中需要使用特定的儀器才能夠更加精準的檢測。

　　

　　

其次為充放電電壓的區別，從上表中我們可以看出
，鈷酸鋰和錳酸鋰的充電限製電壓均為4.2V，也就是說在使用相同參數充電器的情況下，鈷酸鋰和錳酸鋰的充電器是可以通用的
，而充電限製電壓為3.8V的磷酸鐵鋰電池需要單獨的充電器材能避免過高的充電電壓。

　　

　　

在相同體積的情況下
，體積比能量越大的電池有著容量越高的優勢，而在這項參數中
，鈷酸鋰電芯的體積比能量以380-430Wh/L名列第一，而磷酸鐵鋰的體積比能量隻有140-160Wh/L，這也就是前文所提到的體積問題。而目前一些廠商會通過使用更加先進的製作工藝來解決這個問題，不過其製作成本會更加昂貴。

　　

　　

安an全quan能neng力li始shi終zhong是shi消xiao費fei者zhe最zui為wei關guan注zhu的de，而er磷lin酸suan鐵tie鋰li憑ping借jie更geng寬kuan曠kuang的de耐nai溫wen特te性xing和he結jie構gou的de穩wen定ding性xing，讓rang其qi安an全quan能neng力li遠yuan高gao於yu鈷gu酸suan鋰li和he錳meng酸suan鋰li電dian池chi。而er其qi整zheng體ti價jia格ge的de降jiang價jia空kong間jian也ye要yao比bi早zao已yi普pu及ji多duo時shi的de另ling外wai兩liang種zhong電dian池chi大da。

　　

　　

如(ru)果(guo)對(dui)於(yu)目(mu)前(qian)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)等(deng)領(ling)域(yu)的(de)發(fa)展(zhan)來(lai)看(kan)


，本(ben)篇(pian)文(wen)章(zhang)中(zhong)前(qian)半(ban)部(bu)分(fen)所(suo)提(ti)及(ji)到(dao)的(de)一(yi)些(xie)關(guan)於(yu)磷(lin)酸(suan)鐵(tie)鋰(li)電(dian)池(chi)的(de)弱(ruo)點(dian)，就(jiu)不(bu)會(hui)那(na)麼(me)明(ming)顯(xian)了(le)。因(yin)為(wei)目(mu)前(qian)將(jiang)磷(lin)酸(suan)鐵(tie)鋰(li)電(dian)池(chi)用(yong)在(zai)移(yi)動(dong)電(dian)源(yuan)中(zhong)的(de)產(chan)品(pin)，通(tong)常(chang)都(dou)是(shi)使(shi)用(yong)單(dan)節(jie)電(dian)芯(xin)的(de)設(she)計(ji)方(fang)式(shi)
，而(er)不(bu)是(shi)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)中(zhong)所(suo)使(shi)用(yong)的(de)電(dian)池(chi)組(zu)模(mo)式(shi)。

使用磷酸鐵鋰電芯移動電源

　　

如ru果guo在zai使shi用yong單dan節jie磷lin酸suan鐵tie鋰li電dian池chi的de情qing況kuang下xia，那na麼me在zai未wei來lai移yi動dong電dian源yuan領ling域yu中zhong
，磷lin酸suan鐵tie鋰li的de發fa展zhan空kong間jian非fei常chang廣guang闊kuo

，因yin為wei其qi更geng高gao的de安an全quan能neng力li能neng夠gou讓rang使shi用yong者zhe不bu必bi在zai擔dan心xin“隨身炸彈”wentidechuxian，erzhichidadianliuchongdianyenenggoudafusuoduanzaichongdianshidengdaideshijian。jiashangchaochangdeshiyongshouming，zaishijishiyongshidechengbenzebigusuanlihemengsuanligengdi。

　　

總結：雖sui然ran磷lin酸suan鐵tie鋰li有you著zhe眾zhong多duo鈷gu酸suan鋰li和he錳meng酸suan鋰li無wu法fa比bi擬ni的de優you勢shi，不bu過guo在zai同tong容rong量liang的de體ti積ji上shang，還hai是shi要yao大da於yu多duo數shu普pu通tong移yi動dong電dian源yuan。如ru果guo在zai解jie決jue磷lin酸suan鐵tie鋰li電dian池chi體ti積ji上shang的de問wen題ti之zhi後hou，相xiang信xin這zhe種zhong隨sui身shen攜xie帶dai類lei的de配pei件jian產chan品pin則ze會hui受shou到dao更geng多duo廠chang商shang的de加jia入ru。

　　

其實對於目前移動電源領域來說，阻礙使用磷酸鐵鋰電池作為儲電單元移動電源發展的最大障礙，就是體積和價格，如果容量在10000mAh以下的移動電源
，在體積上的差距對於一些消費者來說還算在可接受範圍之內。而產品售價上，如果按官方至少2000次的使用壽命來進行計算，那麼使用磷酸鐵鋰電池作為儲電單元的產品則更加劃算。