为了表彰其在锂电池方面的贡献，诺贝尔奖去年授予了GoodEnough。最近这几年，与锂电池相关的新能源车可算是风光无限，先是宣布加载特斯拉，接着比亚迪利用磷酸铁锂技术研发出来了安全性极好的刀片电池技术。
在新能源车的“安全”因素的考量下，磷酸铁锂电池在相比三元正极材料容量不占优势的前提下反而弯道超车逆势提升，这是为什么呢？本文就从探讨磷酸铁锂电池结构出发，探讨一下磷酸铁锂电池安全性好的根源。
首先，我们需要查一下其基本参数，其晶胞参数a=1.nm，b=0.nm，c=0.nm，磷酸铁锂结构的空间群是Pnma（No.62），化学分子式是LiFePO4。
其中Li+和Fe2+在晶体结构中与O原子形成[LiO6]和[FeO6]八面体配位，Li和Fe离子位于八面体的中心位置。P与O形成[PO4]四面体配位。如下图所示。LiFePO4结构可以视为这三种基本结构的堆积木式组装。
为了方便观察，我们先把粉色的O原子隐藏起来。
这三种多面体的排列有一下几个特点：
一、[LiO6]八面体之间以共棱的方式沿着b轴方向呈直线连接。
二、[FeO6]八面体与周围四个相同的铁氧八面体彼此间以共顶角连接。
三、[PO4]四面体三角形底面的两条棱与[LiO6]八面体直接以共棱的方式连接两个[LiO6]八面体。与底面相对的顶角则与另外两个[LiO6]八面体以共顶点的方式连接。即每个[PO4]四面体同时连接4个[LiO6]八面体。
按照这种方式堆叠，正中间的两个[LiO6]八面体，就被包裹在[PO4]四面体和[FeO6]八面体共棱和顶角方式形成的三维孔道结构中，构成了Li+传输的主要通路，这也是LiFePO4结构能够安全传输和储存锂离子的根本原因。
这里，所有的八面体和四面体的顶点都是氧原子，如果加入O原子后，整个渲染的图就如下所示了。可以这样理解，LiFePO4结构中Li+,Fe2+离子都被锁在O离子组成的八面体间隙中，因而能够具有相比于其他层状结构的锂电池正极材料更加稳定的物理化学性质。这也是比亚迪的刀片电池能够经受针刺实验的最重要的基础。