提高鋰離子電池正極材料的電壓是最近幾年提升鋰離子電池能量密度的新思路。高電壓材料包括類尖晶石晶體結(jié)構(gòu)和類橄欖石晶體結(jié)構(gòu)兩種正極材料。LiMPO4(M=Co，Ni)就是一種典型的高電壓類橄欖石晶體結(jié)構(gòu)材料。其中，LiCoPO4具有4.8V的放電電勢，LiNiPO4具有5.2V的放電電勢，且理論容量都接近170 mAh/g。

　　5.2V是目前最高的充放電電壓，因為尚未開發(fā)出能夠與之匹配的電解液，故尚未有關(guān)于LiNiPO4正極材料鋰電池性能的報道，關(guān)于LiCoPO4材料的報道多些，但在現(xiàn)有電解液體系下得出的LiCoPO4材料循環(huán)充放電性能很差。

　　類橄欖石晶體結(jié)構(gòu)在高電壓條件下表現(xiàn)出的副作用有三：1、正極材料會與電解液發(fā)生反應(yīng)，形成固液界面層;2、電解液會部分溶解Co離子，大大惡化鋰電池循環(huán)充放電性能;3、電導(dǎo)性能差，電導(dǎo)率低。因此，采用高電壓類橄欖石晶體結(jié)構(gòu)必須施以必要的手段以提高其性能，這些手段有三種。

　　1、納米化?；钚晕镔|(zhì)采用納米級的小顆粒要比微米級大顆粒具有更短的鋰離子和電子傳輸擴散路徑。

　　2、摻雜。與類尖晶石晶體結(jié)構(gòu)既可摻雜陽離子也可摻雜陰離子不同，類橄欖石晶體結(jié)構(gòu)只摻雜陽離子提高正極材料的電導(dǎo)率。

　　3、涂層。非晶碳涂層能形成相互連接的電子高速傳輸通道，從而提高性能，特別是提高首次放電容量以及充放電循環(huán)性能。

 美國國家半導(dǎo)體公司從2011年4月起因被收購而隸屬于公司，它是1959年組建的國家半導(dǎo)體公司，據(jù)百納網(wǎng)記者了解，在歸入不久，就研發(fā)出一款主要針對動力鋰電池充電、放電和閑置狀態(tài)時保持內(nèi)部模塊及小電池電量平衡的主動平衡電池管理系統(tǒng)。

　　在這之前的主動電池平衡系統(tǒng)，保持模塊之間的平衡是將每一模塊的所有小電池與鄰近模塊內(nèi)的其中一節(jié)小電池連接在一起，以便在兩者間建立一條傳送電荷的路徑。由于電荷必須先傳送至某一小電池，然后再分配給其他小電池;而傳遞到更遠的模塊，電荷需要分開多次傳送，這就大大降低了內(nèi)部運行的效率，使更多的電流以熱量的形式消耗掉了。國家半導(dǎo)體的主動平衡電池管理系統(tǒng)從改善舊有問題出發(fā)，提供了適用于大型鋰離子電池的全方位系統(tǒng)解決方案。這是一塊印制電路板，配置了多顆特殊應(yīng)用集成電路，可以提供主動電池平衡、高精度數(shù)據(jù)采集、電池保護及管理三大功能。

　　1、主動電池平衡：系統(tǒng)采用隔離式電感拓撲結(jié)構(gòu)，可以提供高電流和高效率的電池平衡功能，電荷在模塊內(nèi)的任意小電池及不同模塊之間雙向傳送，小電池和模塊可同時獲得平衡。同時，每一個電池模塊管理14個小電池，每一個模塊的電池管理系統(tǒng)(電路板)又可以疊加在一起，管理高電壓鋰電池組。平衡電流的大小則取決于元器件(工程師可在性能與成本之間選擇不同針對性的元器件)。

　　2、數(shù)據(jù)采集：電池管理系統(tǒng)負責全面監(jiān)控電池組的操作，確保系統(tǒng)高精度測量每一個小電池的電壓，負責這一工作的模擬前端電路除了平衡電荷，還可保證電池組充電量及健康狀況的估算數(shù)值準確無誤。

　　3、電池保護及管理：系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)有多層診斷和故障檢測電路，如果發(fā)現(xiàn)了欠壓、過壓、電池過熱等故障，小電池或模塊會主動向主控制器發(fā)出信號，有關(guān)參數(shù)將與儲存在固件中的可編程閾值進行比較，然后通過開關(guān)程序?qū)崿F(xiàn)保護功能?？刂泼恳粋€模塊的電路板都配備有一個多接點的絕緣總線接口，讓該電路板與其他模塊及主控制器調(diào)整通信。同時利用總線執(zhí)行診斷、編程和配置管理功能。

　　這一款電池管理系統(tǒng)可以說相當先進，對于動力鋰電池組充電、放電和閑置狀態(tài)下的內(nèi)部平衡可以快速反應(yīng)，準確控制小電池的充電、儲電、放電電量，提高了安全性，還有利于延長使用壽命，這一系統(tǒng)有望用于電站儲能設(shè)施用的大型鋰電池管理。

　　總體來說，類橄欖石晶體結(jié)構(gòu)的LiMPO4(M=Co，Ni)比類尖晶石晶體結(jié)構(gòu)具有更多的理論容量，但由于電導(dǎo)率低，循環(huán)性能差，這使得該正極材料鋰離子電池研發(fā)沒有類尖晶石晶體結(jié)構(gòu)鋰離子電池的研發(fā)成果多，而進入實業(yè)化階段則需要有更先進的性能改進技術(shù)，這主要指的是電動車用動力鋰電池。