自锂离子电池问世以来，围绕其的研究开发工作一直在持续进行，20世纪90年代末开发出锂聚合物电池，2002年后推出磷酸铁锂动力电池。
锂离子电池主要由正极、负极、电解液和隔膜等组成。正负极及电解液材料的差异、工艺的差异，使得电池的性能各异，叫法也各异。目前市场上的锂离子电池正极材料以钴酸锂（LiCO）为主，也有少数采用锰酸锂（MnO）和镍酸锂（NiO）作为正极材料的锂离子电池。一般将采用后两种正极材料的锂离子电池称为“锂锰电池”和“锂镍电池”。而新研发的磷酸铁锂动力电池，就是采用磷酸铁锂（）材料作为电池正极的锂离子电池，是锂离子电池家族中的新成员。
一般锂离子电池的电解质为液体，后来又发展出固体和凝胶型聚合物电解质，这类锂离子电池被称为锂聚合物电池，其性能比采用液体电解质的锂离子电池要好。
磷酸铁锂电池的全称应该是磷酸铁锂离子电池。这个名字太长，所以简称为磷酸铁锂电池。由于它的性能特别适合做动力用途，所以在名称中加上了“动力”二字，也就是磷酸铁锂动力电池。也有人称之为“锂铁（LiFe）动力电池”。
使用材料作为正极的意义
目前锂离子电池使用的正极材料主要有：、、、。这些组成电池正极材料的金属元素中，钴（Co）最贵，储电量小，镍（Ni）和锰（Mn）相对便宜，铁（Fe）最便宜。正极材料的价格也和这些金属的价格一致。所以用正极材料制成的锂离子电池应该是最便宜的。它的另外一个特点就是环保。
对充电电池的要求有：容量高、输出电压高、充放电循环性能好、输出电压稳定、能大电流充放电、电化学稳定、使用安全（不会因过充、过放、短路等操作不当而引起燃烧、爆炸）、工作温度范围宽、无毒或少毒、对环境无污染。作为正极的磷酸铁锂电池在这些性能要求上表现良好，尤其在高放电率放电（5-10C放电）、放电电压稳定、安全性（不燃烧、不爆炸）、寿命（循环次数）、对环境无污染等方面表现最好，是目前最好的大电流输出动力电池。
电池的结构及工作原理
电池内部结构如图1所示，左边是橄榄石结构作为电池正极，通过铝箔与电池正极相连。中间是聚合物隔膜，将正极与负极隔开，但锂离子Li+可以通过，电子e-则不能。右边是碳（石墨）构成的电池负极，通过铜箔与电池负极相连。电池上下端之间是电池的电解液，电池被金属外壳密封。
图1 电池内部结构
电池充电时，正极中的锂离子Li+通过聚合物隔膜向负极迁移；放电过程中，负极中的锂离子Li+通过隔膜向正极迁移。锂离子电池因在充电和放电过程中锂离子来回迁移而得名。
电池主要性能
电池的标称电压为3.2V，充电终止电压为3.6V，放电终止电压为2.0V。由于各个厂家所采用的正负极材料、电解液材料的质量和工艺不同，导致其性能会存在一定的差异。例如，同一型号的电池（同一封装的标准电池）的容量相差很大（10%~20%）。
磷酸铁锂动力电池的主要性能列于表1中，为了与其他充电电池进行比较，表中还列出了其他类型充电电池的性能。这里需要注意的是，不同工厂生产的磷酸铁锂动力电池，各项性能参数会存在一定的差异；另外，还有一些电池性能没有包括，比如电池内阻、自放电率、充放电温度等。
磷酸铁锂动力电池的容量差异很大，可分为三类：小型的几十分之一到几毫安时，中型的几十毫安时，大型的几百毫安时。不同型号的电池相同参数也存在一些差异。这里介绍一款目前广泛使用的小型标准圆柱型封装的磷酸铁锂动力电池的参数。其外形尺寸为：直径18mm，高度650mm（型号18650）。其参数性能如表2所示。
典型放电特性和寿命
图2为某型号（容量）磷酸铁锂动力电池在不同放电率下的放电特性。最小放电率为0.5C，最大放电率为10C，五种不同的放电率组成一组放电曲线。从图2可以看出，无论哪种放电率，放电过程中电压都很平缓（即放电电压比较稳定，基本保持不变），只有在接近终止放电电压时，曲线才出现向下弯曲（达到放电量后才出现向下弯曲）。在0.5~10C的放电率范围内，输出电压大多在2.7~3.2V范围内变化。由此可见电池具有良好的放电特性。
图2 放电特性
图3为容量为2000W的电池在不同温度条件下（-20~+40℃）的放电曲线。若23℃时放电容量为100%，则0℃时放电容量下降到78%，-20℃时下降到65%，+40℃时放电容量略大于100%。
从图3可以看出，磷酸铁锂电池在-20℃下仍能工作，但输出能量降低了35%左右。
图3 多种温度条件下的放电曲线
充放电循环寿命曲线如图4所示，充放电循环条件为：1C充电率充电、2C放电率放电，充放电循环570次。从图4特性曲线可以看出，经过570次充放电循环后，放电容量没有发生变化，说明电池寿命较长。
图4 充放电循环寿命曲线
过放电至零电压测试
使用（）的磷酸铁锂动力电池进行放电至零电压测试。测试条件：以0.5C充电率将电池充满电，再以1.0C放电率放电至电池电压为0C。放电至0V的电池随后分为两组：一组储存7天，另一组储存30天；储存期满后，以0.5C充电率充满电，再以1.0C放电率放电。最后比较两次零电压储存期的差异。
检测结果显示，电池零电压储存七天后无漏液、性能良好、容量100%；储存30天后无漏液、性能良好、容量98%；储存30天后，电池再进行三次充放电循环，容量又恢复到100%。
此项测试表明，即使电池过度放电（甚至放电至0V）并存放一定时间，电池也不会漏液或损坏。这是其他类型锂离子电池所不具备的特性。
磷酸铁锂电池特点
通过以上介绍，该电池可以概括为以下几种特性。
1、高效率输出：标准放电为2-5C，持续大电流放电可达10C，瞬间脉冲放电（10S）可达20C；
2、高温性能好：当外部温度65℃时，内部温度高达95℃，电池放电时温度可达160℃，电池结构安全完好；
3.即使电池内部或外部受到损坏，电池也不会燃烧或爆炸，安全性最好；
4、循环寿命优异，经过500次循环后，其放电容量仍大于95%；
5、电池即使过度放电至零伏也不会损坏；
6.快速充电；
7.成本低；
8、对环境无污染。
磷酸铁锂动力电池应用
由于磷酸铁锂动力电池具备上述特点，并由此生产出各种不同容量的电池，因此很快得到广泛的应用。其主要应用领域为：
1.大型电动汽车：大巴车、电动汽车、旅游景点公交车及混合动力汽车等；
2、轻型电动车辆：电动自行车、高尔夫球车、小型平板电瓶车、叉车、清洁车、电动轮椅等；
3、电动工具：电钻、电锯、割草机等；
4.遥控车、船、飞机等玩具；
5、太阳能、风能发电储能设备；
6.UPS及应急灯、警示灯及工矿灯（最安全）；
7 更换相机内的3V一次性锂电池和9V镍镉或镍氢充电电池（尺寸完全相同）；
8.小型医疗器械及便携设备等。
这里举一个用磷酸铁锂动力电池替代铅酸电池的例子，一块36V/10Ah（360Wh）的铅酸电池重量为12kg，一次充电可行驶约50km，可充电约100次，使用寿命约1年。如果用磷酸铁锂动力电池，同样360Wh能量（12块10Ah电池串联），重量约4kg，一次充电可行驶约80km，可充电1000次，使用寿命3~5年。虽然磷酸铁锂动力电池的价格比铅酸电池高很多，但总体经济效果还是用磷酸铁锂动力电池好，使用起来也更轻便。
小型磷酸铁锂动力电池
小型磷酸铁锂动力电池为标准型，有圆柱型、长方形两种。例如圆柱型型号有18650、26650等。型号中前两位表示直径，后两位或三位表示高度（单位为mm），即18650直径为18，高度为65。长方形型号有等。前两位为电池厚度，中间两位为电池宽度，后两位为电池长度（单位为mm）。电池厂家往往会在型号前加三个英文字母作为出厂标记，例如型号为×××18650。
结论
磷酸铁锂动力电池是一种新型动力电池，由于其优异的性能，受到各方关注。我国目前已有部分工厂生产磷酸铁锂电池正极材料和各种容量的磷酸铁锂动力电池，由于投产时间短，规模小，导致供大于求。但预计2~3年后这一状况将有所改变，磷酸铁锂动力电池将更加便宜，应用也将更加普遍。