简析磷酸锰锂与磷酸钴锂：兼顾安全性能与能量密度
酸钴锂材料工作电压可以达到4.8V，容量达到170mAh/g，具有和磷酸铁锂相同的晶体结构，均为有序的橄榄石型结构，属于正交晶系，空间群为Pmnb，晶胞参数为a=0.5922nm，b=1.0202nm，c=0.4699nm。在晶体中O原子呈六方密堆，P原子占据的是四面体间隙，Li原子和Co原子占据的是八面体间隙。共用边的八面体CoO6在C轴方向上同过PO4四面体链接成为链状。由于Co-O-P键稳定了晶体结构，因此在充放电过程中，Li+脱出过程中，晶体重排非常小，晶体结构十分稳定，这也保证了磷酸钴锂材料良好的循环性能。特别是在一些需要进行长期储备的领域，例如在分布式储能领域，储能电池需要长期进行小电流浮充，会导致Li+过度脱出，破坏正极材料结构。而磷酸盐材料因为其结构稳定，即便在长期小电流浮充过程中，Li+过度脱出，磷酸盐材料仍然具有良好的稳定性，具有良好的耐浮充性能。但是由于CoO6八面体没有直接相连，而是通过PO4四面体链接，因此无法像钴酸锂材料那样形成连续的Co-O-Co结构，因此使得磷酸钴锂材料导电性很差，影响材料的大电流放电性能。磷酸钴锂材料的放电机理较为复杂，N.N.Bramnik等通过研究认为磷酸钴锂，充电过程主要分为两步：
磷酸钴锂合成方法与磷酸铁锂材料相似，有固相法，溶胶凝胶法，水热法，微波法，喷雾干燥热解法。固相法是工艺最为简单的方法，对设备要求较低，适合大规模工业化生产。但是热处理的温度较高，能耗高，材料的粒径分布范围宽，材料批次稳定性差。溶胶凝胶法，可以使原料达到分子级的混合，可以有效的降低热处理温度和时间，材料粒径较小，且粒径分布均匀。但是溶胶凝胶法使用的原材料成本较高，而且热处理过程中前躯体体积收缩率较高，使得生产效率较低。水热法是合成纳米材料的强有力手段，具有反应温度低，能耗小，所获得的材料的纯度高，粒径小等优点。但是水热法对设备的要求较高，并且生产效率低，不适合大规模工业化生产。喷雾热分解法所需的设备较为简单，可以连续生产，生产成本低。但是由于材料的结晶度较低，因此需要对材料进行后续的热处理，以提高材料的性能。
磷酸钴锂材料，不但继承了磷酸铁锂材料安全性好，循环稳定性好，耐小电流浮充的优点，还极大的提高了材料的电压，工作电压达到4.8V，材料的能量密度达到800Wh/kg，配合高电压电解液和陶瓷涂层隔膜使用，可以得到高能量密度和高安全性的锂离子电池。相信随着生产技术的进步，在电动汽车、分布式储能等领域得到广泛的应用。
