當外部電源給電池充電，此時正極上的電子e從通過外部電路跑到負極上，鋰離子工i+從正極跳進電解液里，爬過隔膜上彎彎曲曲的小洞，游泳到達負極，與早就跑過來的電子結(jié)合在一起。當電池放電時，機理與充電是剛好是相反的，以LiFePO4為例，其化學(xué)反應(yīng)方程式為：

磷酸鋰鐵電池的優(yōu)缺點

充電：LiFePO4–xLi﹢–xe-→xFePO4+（1-x）LiFePO4

放電：FePO4+xLi﹢+xe-→xLiFePO4+（l-x）LiFePO4

磷酸鋰鐵電池的優(yōu)點

1.LiFePO，電池的標稱電壓是3.2V（穩(wěn)定的放電平臺）、終止充電電壓是3.6V、終止放電壓是2.0V；。

2.比容量大，高效率輸出：標準放電為2~5C、持續(xù)高電流放電可達10C，瞬間脈沖放電（10S）可達20C；

3.工作溫度范圍寬廣（-20℃+75℃），高溫時性能良好：外部溫度65℃時內(nèi)部溫度則高達95℃，電池放電結(jié)束時溫度可達160℃，電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)安全、完好；

4.即使電池內(nèi)部或外部受到傷害，電池不燃燒、不爆炸、安全性最好；

5.極好的循環(huán)壽命，在100%DOD條件下，可以充放電2000次以上；（原因：磷酸鐵鋰晶格穩(wěn)定性好，鋰離子的嵌入和脫出對晶格的影響不大，故而具有良好的可逆性。存在的不足是電子離子傳到率差，不適宜大電流的充放電，在應(yīng)用方面受阻。解決方法：在電極表面包覆導(dǎo)電材料、摻雜進行電極改性。

6.過放電到零伏也無損壞，零電壓存放7天后電池?zé)o泄漏，性能良好，容量為100%；存放30天后，無泄漏、性能良好，容量為98%；存放30天后的電池再做3次充放電循環(huán)，容量又恢復(fù)到100%。

7.可快速充電，自放電少，無記憶效應(yīng)：可大電流2C快速充放電，在專用充電器下，1.5C充電40分鐘內(nèi)即可使電池充滿，起動電流可達2C；

8.高能量密度

其理論比容量為170mAh/g，產(chǎn)品實際比容量可超過140mAh/g（0.2C，25℃）；

9.安全性

是目前最安全的鋰離子電池正極材料；不含任何對人體有害的重金屬元素；

10.無記憶效應(yīng)

11.充電性能

磷酸鐵鋰正極材料的鋰離子電池，可以使用大倍率充電，最快可在1小時內(nèi)將電池充滿。

原料來源豐富、價廉，環(huán)境友好，不含任何對人體有害的重金屬元素

12、熱穩(wěn)定性好

磷酸鐵鋰熱穩(wěn)定性很好，F(xiàn)ePO4在210~410C的溫度范圍內(nèi)放出的熱量僅為210j/g；

LiCoO2充電狀態(tài)（CoO2）開始分解出現(xiàn)氧氣的溫度為240℃，放出熱量約為1000j/g

13、循環(huán)性能好

由于LiFePO4與FePO4結(jié)構(gòu)相似，鋰離子脫出/嵌入后，LiFePO4晶體結(jié)構(gòu)幾乎不發(fā)生重排。

8.低成本；

9.對環(huán)境無污染。

磷酸鋰鐵電池的缺點

1.導(dǎo)電性差：目前在實際生產(chǎn)過程中通過在前驅(qū)體添加有機碳源和高價金屬離子聯(lián)合摻雜的辦法來改善材料的導(dǎo)電性（A123、煙臺卓能正采用這種方法），研究表明，磷酸鐵鋰的電導(dǎo)率提高了7個數(shù)量級，使磷酸鐵鋰具備了和鉆酸鋰相近的電導(dǎo)特性。

2.鋰離子擴散速度慢。目前采取的解決方法重要有納米化LiFePO晶粒，從而減少鋰離子在晶粒中的擴散距離，再者就是摻雜改善鋰離子的擴散通道，后一種方法看起來效果并不明顯。納米化已經(jīng)有較多的研究，但是難以應(yīng)用到實際的工業(yè)生產(chǎn)中，目前只有A123宣稱掌握了LiFePO的納米化產(chǎn)業(yè)技術(shù)。

3.振實密度較低。般只能達到0.8-1.3，低的振實密度可以說是磷酸鐵鋰的最大缺點。但這一缺點在動力鋰電池方面不會突出。因此，磷酸鐵鋰重要是用來制作動力鋰電池。

4.磷酸鐵鋰離子電池低溫性能差。在0℃時的容量保持率約60~70%，

-10℃時為40~55%，-20℃時為20~40%。這樣的低溫性能顯然不能滿足動力電源的使用要求。當前一些廠家通過改進電解液體系、改進正極配方、改進材料性能和改善電芯結(jié)構(gòu)設(shè)計等使磷酸鐵鋰的低溫性能有所提升。

電子導(dǎo)電率低、離子擴散系數(shù)低、振實密度不高、合成成本略高