2011/01/05

鋰鐵電池正極材料報導



圖一:磷酸鋰鐵材料結構

      磷酸鋰鐵是近來備受矚目的鋰電池正極材料,相對於傳統的鋰鈷電池而言,鋰鐵電池特性為使用壽命長、安全性高、耐熱程度佳,且可承受3~5C、甚至更高的充放電速度,同時,鋰鐵電池原料沒有使用稀有金屬,可以大幅降低成本。因此,鋰鐵電池的應用範圍遠大於鋰鈷電池,可能使用的市場包括太陽能LED路燈、OLPC百元電腦、汽車啟動電池與電動代步車等。

      鋰鈷電池的正極材料為層狀結構,而鋰鐵電池則為三維橄欖石結構,因而前者在快充或快放時容易導致結構崩解,後者在充放電時不會出現問題。鋰鈷氧正極材料的理論電容量雖然高達274 mAh/g,但是實務應用只能達到151 mAh/g,相對於磷酸鋰鐵正極材料而言,理論電容量上限只有180mAh/g,但是實務上已可達到約140~150 mAh/g。

      磷酸鋰鐵材料的合成可分為濕式法與乾式法兩種,技術重點在配方與燒成,一般生產工廠都配備攪拌機、氣氛燒成爐、研磨機與篩分機等裝置,目前仍以批式生產為主流。台灣較早從事材料研究者為大同大學材料系吳溪煌教授,生產工廠有長園、立凱與尚志三家,製造電池者有金山、必翔、昇陽等數家。最近台塑集團認購長園股權,引發各方注意,意味鋰鐵電池的市場商機更被重視。