主题：充电电池介绍 -- 积吉

原料配方比，和加工温度的变化，这些改变应该不需要对老生产线进行大手术，关键是配套的大功率充电器材的问题，不过根据他们下面的推算，笔记本电池和手机电池的实用化现在应该就可以，汽车用的，技术上肯定没问题，关键是如何推广到普通家庭的车库中。

Only 360 W is required to charge a 1 W h cell phone battery in 10 s (at a 360C charging rate). On the other hand, the rate at which very large batteries such as those planned for plug-in hybrid electric vehicles can be charged is likely to be limited by the available power: 180 kW is needed to charge a 15 kW h battery (a typical size estimated for a plug-in hybrid electric vehicle) in 5 min.

工艺上其实也没有多少新东西。文章的最后一段（reference前）讲了制备过程，无非是用高温固相法来制备纳米级的电池材料，然后把电池材料和碳还有一种聚合物混合让纳米材料包裹上碳。这聚合物可能是关键。

文章中还说：如果要让电池达到200C和400C的充放能力，碳在混合物中的含量要达到65%，而电池材料只有30%。问题是这样电池的电容量就只有原来的三分之一不到。

polyethylenetetrafluoride， 中文应该叫聚乙烯四氟， 是当binder用的，那个65%的碳比例做的电极是用来作超快速充放电实验的（个人猜测是不是避免爆炸），正常他们用的比例是碳 15% （active material (80 wt%), carbon (carbon black; 15 wt%) and binder (polyethylenetetrafluoride; 5 wt%)）， 这个应该和普通我们用的锂电池没有太大的区别吧。

看来比亚迪还是花了功夫的，希望他们能够先于美国把家庭用的电动汽车实用化。

聚四氟乙烯就是我们用来密封下水管道的那种半透明

薄膜带

用家里的烘箱来DIY一个汽车用电池了

前面的说法有错误，不是‘碳包覆’是‘非结晶体的焦磷酸包覆’。而且这个包覆是在烧制过程中通过控制温度来实现的。

文章说：增大电导率的方法有两种，一是缩短传输距离防止造成锂离子移动堵塞（锂铁中的锂离子是一维移动的）。二是增大导电接触面。缩短传输距离是用纳米的方法实现的。增大导电接触面是用包覆一层非结晶体的焦磷酸的方法实现的。碳包覆也有增大导电接触面的作用。

这一层非结晶体的焦磷酸因为有轻微的Fe，O，P的缺损造成“空位”，然后锂离子就可以利用这些“空位”提高迁移率。这就比碳好得多。

但这也不是什么新东西，芯片技术上就应用它。天津的斯特兰就是通过金属掺杂来形成的氧空位提高锂离子迁移率的，而且好像是直接让正极材料形成氧空位，锂离子迁移就变成多维的了，不需要纳米技术和包覆技术，成本降低很多。只不过他们没有发表文章而已。我估计比亚迪的电池也大同小异。

写的很不错，您是研究锂电的吗？

能说说用第一原理算出磷酸铁锂的什么晶体结构性质来哪吗？

量子力学我一点不懂，化学还凑合，现在工作在搞模型和优化。写这篇文章主要是为了骗花的，让您见笑了。

拍一下马蹄，就闪。。。

说到你的朋友的是第一原理计算；评价MIT的成果您从工艺的角度，说他是纳米加‘非结晶体的焦磷酸包覆’；不公平啊！没有理论基础，材料改性也就是瞎试！人海不一定行。

另外你知道磷酸铁钴锂的晶体结构和物性等那些是我们中国人测出来的吗？

这可能和我的水平有关。但美国人自己对这篇文章的评价比我更直接。有兴趣可以去看看。外链出处

实验室的产品和工业量产的产品的差距是相当大的。

不要以为中国人做电池的没有理论基础。王传福原来就是搞电池理论研究的，而段镇忠是搞超导材料的，电池材料改性对他来说是搞本行。

原子弹的原理不是中国人搞出来的，中国人不也制造出原子弹来了。锂铁电池的结构原理不会比原子弹更难吧。

电池好不好是要由市场说话的。

搞超导的，材料改性不一定是本行，何况再往哪个方向改还不清楚呢？

全世界在研究锂电的多哪去了，希望王和你的朋友他们能快而好做出成本低性能好的锂电，而不是用一个铁电池来宣传。。。

原理大家都明白,可要是作出高品质的,很需要功力了.

在磷酸铁锂方面基础工作做的做好的是现在东京工业大学的山田淳夫准教授。他以前是索尼公司的。

外一篇就是另外的一篇，只因这篇论文是讲锂铁电池的。外链出处 这篇文章出自MIT和Nature这样的大牛学校和杂志，引起轰动是必然的，所以我也写这外一篇来映个景。

简要的说，MIT的Byoungwoo Kang 和Gerbrand Ceder开发了一种新型改性LiFePO4电池，它能像超级电容那样的速度充放电，比一般锂电池快两个数量级

左图显示晶体尺寸小于50纳米

右图显示包裹层尺寸为5纳米

我对这篇文章的态度，就是它是电池发展中的重要一步，而不是重大突破。理由有四：

1. 理论上没有重大创新

文中对快速充电的理论解释是包裹在纳米锂铁晶体外的那一层薄薄的（只有5nm）“非结晶体焦磷酸”，因为有轻微的Fe，O，P的缺损而造成“空位”，锂离子可以利用这些“空位”而提高了表面扩散率并迅速移动到晶体的锂离子进出通道

需要说明一下，由于磷酸锂铁晶体的特殊结构，锂离子只能在一维方向上移动，其他方向被别的原子阻隔了。其它锂电池则没有这个问题的，锂离子的运动在那些电池材料的晶体里是多维的。

但无论是用纳米技术来减小锂离子在晶体内的移动距离的理论，还是用“空位”来提高表面扩散率的理论都不是原创。所以说它在理论上没有重大创新。

2. 工艺上不容易量产

文中的电池材料的制备仍然是用高温固相法。通过对温度的控制来烧制纳米锂铁晶体和外面包裹的Fe，O，P缺损层。

问题是一旦量产，温度控制将是个大问题。即使是以纳米技术著称的A123公司，其纳米锂铁晶体外也有一层40-50nm厚的物质包裹。工业界的人普遍认为：如果A123的纳米锂铁晶体外没有这层包裹，其电池的充放电速度将和文中所述一样。[URL=]http://www.edn.com/blog/1470000147/post/1550041955.html?nid=3351&rid=9452664 [/URL] 没有包裹的纯纳米锂铁晶体是不可能量产的，5nm厚的包裹是很难量产的。

3. 离子扩散阻力只占电池内阻的30－40％

其它内阻是：欧姆电阻，包括电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻。其中隔膜电阻是当电流流过电解液时，隔膜有效微孔中电解液所产生的电阻；极化电阻，即指电化学反应时由电极化引起的电阻，包括电化学极化和浓差极化引起的电阻。所以即使全部解决扩散内阻，其它60－70％的电池内阻还有待解决。

4. 充放电速度的加快将带来电容量的减少和成本的增加

文章说当电容量为166mAh/g(理论容量是170 mAh/g)时，充放能力只有2C。如果要让电池达到200C和400C的充放能力，碳在混合物中的含量要达到65%，而电池材料只有30%。其电容量将下降很多。更重要的是成本，因为解决了导电性和实际电容量以后，各家电池工艺的高低显得不再是那么重要。唯一决定胜负的恐怕还是市场价格。如果按照文中的方法制备，成本的增加是必不可少的。

所以此文只是电池发展中的重要一步，而不是革命性的一步。

分析中子和物质之间的相互作用来研究锂离子在磷酸铁中的运动状态。证实锂离子的一维运动方向和锂电池的大电流输出输入的安全性。

山田淳夫教授的研究重在实验，而理论早已被计算出来。理论研究方面美国领先。