我国磷酸铁锂改性技术的进展与应用前景

介绍了新型锂离子电池正极材料磷酸铁锂制备与改性技术,特别介绍了我国磷酸铁锂纳米化、离子掺杂、碳包覆等改性技术和水热合成、溶胶—凝胶法等磷酸铁锂制备技术,阐明了改性技术有利于进一步改进电池电化学性能,以适应混合动力汽车与电动汽车动力电池和风能、太阳能储能设备等对锂离子电池要求。基于磷酸铁锂正极材料发展前景,提出了我国传统磷化工行业调整产品结构,对接新能源材料的发展思路。     

磷酸铁锂正极材料与电解液的相容性研究

在锂离子电池使用过程中磷酸铁锂正极材料会与电解液发生许多副反应,导致铁的溶解,造成正极材料与电解液相容性差。为了研究磷酸铁锂正极材料与电解液的相容性及其对电池搁置性能的影响,先利用电感耦合等离子发射光谱对不同磷酸铁锂正极材料在不同电解液中的溶铁量进行了表征,后又对制备的电池进行了常温及高温搁置性能测试。结果表明：磷酸铁锂正极材料对电解液具有选择性,并且正极材料在电解液中的溶铁量越大,其相容性越差,对锂离子电池性能影响越大。     

高温固相法制备磷酸铁锂的原料专利技术分析

锂离子电池是目前应用最广的充电电池,磷酸铁锂是锂离子电池中占比最大的正极材料,高温固相法是制备磷酸铁锂最主要的方式,而原料对磷酸铁锂的性能具有很大的影响。通过对高温固相法制备磷酸铁锂的专利技术进行分析,具体分析了制备过程中所采用的原料种类和粒径,以期为后续研究者提供一些技术参考。     

LiFePO_4正极材料制备过程研究进展

基于磷酸铁锂正极材料的动力锂离子电池是近年来最受关注的电动汽车动力电源之一。由于原料路线差异,磷酸铁锂正极材料制备工艺有多种。本文回顾了上海交通大学在磷酸铁锂正极材料制备过程设计与研究中所取得的进展。在国家重点基础研究发展计划(国家973计划)支持下,重点研究了磷酸铁锂正极材料制备过程及其充放电倍率特性,还提出了如何改善磷酸铁锂正极材料在不同环境温度下性能的解决途径。最后,介绍了LiFePO4/C正极材料制备过程中涉及的还原过程、碳源选择和制备过程装备等过程工程特性问题。     

磷酸铁的研究进展

近年来,磷酸铁锂（LiFePO4）因具有突出优势已成为锂离子电池正极材料研究热点,磷酸铁与磷酸铁锂结构非常相似而成为正极材料的一种重要前躯体。介绍了磷酸铁的结构、制备方法研究现状和最新进展。     

磷酸铁锂的合成方法和掺杂改性技术

磷酸铁锂是一种锂离子电池的正极材料,具有比容量大,成本低和资源丰富的特点。本文介绍了锂离子电池正极材料磷酸铁锂的合成方法和改性技术。制备方法中重点讲述了固相合成法中的草酸亚铁铁源合成法和三氧化二铁铁源碳热还原合成法。改性技术中主要论述了碳包覆技术及金属离子掺杂改性技术。通过对比,综合了各改性方式的优缺点,指出了现阶段在磷酸铁锂合成和制备技术中存在的问题,并对磷酸铁锂材料的未来发展做了一些展望。     

磷酸铁锂正极材料的合成与表征技术

橄榄石型磷酸铁锂正极材料具有原料来源丰富、价廉、无毒、环境友好、理论容量高、热稳定性和循环性能好等特点,有望成为新一代锂离子电池正极材料.综述了高温固相反应法、溶胶-凝胶法、微波合成法、水热合成法和共沉淀法制备磷酸铁锂的方法.并详细说明了磷酸铁锂的红外光谱、扫描电镜、X射线衍射和电化学性能研究等表征技术.     

新型锂离子电池材料研究进展

介绍了锂离子电池正极材料钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂及镍钴锰复合材料的性能及特点,以及负极材料,电解液等方面各种材料的行业发展情况。途述了锂离子正极材料磷酸铁锂和电解质材料六氟磷酸锂的合成方法,及各种合成方法的特点。对锂离子电池行业进行了展望。     

锂离子电池正极材料磷酸铁锂的研究进展

橄榄石结构的LiFePO4因为其有高比容量、低成本、环保等优点而被认为最有前景的锂离子电池正极材料,但是其电导率和锂离子扩散速率比较慢.本文综迷了磷酸铁锂作为锂离子电池正极材料在应用方面的优缺点,近几年来磷酸铁锂常用的制备方法,各种制备方法的优缺点以及对磷酸铁锂在电化学方面的改性研究,并指出今后研究的重点是对磷酸铁锂在...     

锂离子电池磷酸铁锂正极材料的研究进展

磷酸铁锂正极材料因其优良的电化学性能,被认为是最具应用前景的锂离子电池正极材料之一。但由于其导电率低和锂离子扩散速率慢等问题,一直制约其发展。本文阐述了磷酸铁锂的晶体结构、充放电原理以及电化学反应模型,回顾了近年来国内外对于改善磷酸铁锂的电化学性能所进行的研究,重点介绍了离子掺杂、碳包覆以及材料纳米化等改性方法对锂离子电池磷酸铁锂正极材料的影响以及目前仍然存在的问题,最后展望了该领域的发展趋势,指出继续进行深入的理论研究和进行工艺改进将是今后重点的研究方向。     

正极材料LiFePO4/C掺杂改性的研究进展

LiFePO₄/C具有高温稳定性好、价格低廉、循环性能良好、环保等性能,是一种具有发展潜力的锂离子动力电池正极材料之一,因此在锂离子电池行业备受关注。但由于其电子电导率低以及锂离子扩散速率慢等缺点制约其发展。介绍了磷酸铁锂的结构、性能、充放电原理和掺杂机理,尤其对近年来LiFePO₄/C材料的掺杂改性研究进行了综述。     

一种用于磷酸铁锂电极的水性黏结剂制备与性能研究

磷酸铁锂作为锂离子电池正极材料应用广泛。目前在其电极制备中仍采用PVDF油系黏结剂体系,可用于该电极的水性黏结剂仍需进一步研究。通过反应型乳化剂共聚苯乙烯（St）与丙烯酸异辛酯（2-EHA）制备了不同结构的磷酸铁锂正极水系黏结剂PSEHA,探讨了黏结剂对电池性能的影响。PSEHA黏结剂不含不饱和双键,抗氧化性好,较低的溶胀率可以有效防止过度溶胀导致的结构破坏,而反应型乳化剂可以解决乳化剂残留问题。采用所得最优结构黏结剂制备的磷酸铁锂电极表现出优异的电化学稳定性,扣式电池1 C循环100圈后容量保留率仍有96%,而SBR仅有93.9%;软包全电池在1 C倍率下循环170圈后容量保留率仍有98.9%。该新型水性黏结剂对促进磷酸铁锂水性体系制备有重要意义。     

氧化铝包覆锂离子电池正极材料的研究进展

锂离子电池正极材料的性能是锂电池技术发展的瓶颈。近年来,为了提高锂离子电池正极材料的循环寿命、热稳定性和倍率性能等,三氧化二铝涂覆正极材料已经被广泛研究。所讨论的三氧化二铝涂层分为粗糙涂层、超薄涂层和厚涂层。简要论述了三氧化二铝表面涂层改善正极材料的作用,如氟化氢清除剂、物理保护屏障、提高锂离子扩散速率、提升正极材料的热稳定性能、与六氟磷酸锂(LiPF₆)反应生成二氟磷酸锂(LiPO₂F₂)和抑制JahnTeller效应等。介绍表面改性的方法,包括浸渍法、沉淀法、干法包覆、溅射法和原子层沉积法等,以及其对锂离子电池正极材料钴酸锂(LiCoO₂)、锰酸锂(LiMn₂O₄)、磷酸铁锂(LiFePO₄)及三元材料(Li-Ni-Co-Mn-O)的影响。最后,展望了三氧化二铝表面包覆和原子层沉积技术的发展前景。     

锂离子电池正极材料磷酸铁锂的研究进展

磷酸铁锂（LiFePO₄）具有高温稳定性较好、循环性能良好、环保等特点,已成为锂离子动力电池正极材料之一。但由于磷酸铁锂电导率低及锂离子扩散速率慢等缺点,制约其在动力电池行业的发展。因此主要从包覆碳材料对磷酸铁锂进行表面改性、对磷酸铁锂进行掺杂、制备亚微米或纳米级的磷酸铁锂或制备特殊形貌的磷酸铁锂3方面进行综述,分析改善磷酸铁锂性能最优的方法,对其未来的发展趋势进行了预测。     

锂离子电池正极材料的现状与发展

介绍了锂离子正极材料氧化钴锂、氧化镍锂、氧化锰锂、磷酸铁锂等研究开发和现状,对其特性进行了较为全面的总结。     

锂离子电池正极材料磷酸钒锂制备方法研究进展

单斜结构的磷酸钒锂[Li₃V₂（PO₄）₃]材料与其他锂离子电池正极材料相比具有较高的工作电压（3.0~4.8 V）、良好的离子迁移率和优良的热稳定性,是一种具有竞争优势和发展前景的大功率锂离子电池正极材料,成为了近年来研究的热点。综述了锂离子电池正极材料磷酸钒锂的结构特点及其充放电机理。磷酸钒锂的常用合成方法有碳热还原法、水热法、溶胶-凝胶法及流变相法等,着重阐述了磷酸钒锂的不同合成方法对所制备样品的形貌和电化学性能的影响。分析总结了不同合成方法的改进方法,以改善磷酸钒锂正极材料电子导电性和锂离子扩散系数较低的问题。最后,针对磷酸钒锂正极材料在锂离子电池的应用中所存在的问题展望了该材料未来可能的发展方向和研究热点。指出需要优化材料的制备方法以改善材料的颗粒形貌、提高电子导电率和扩散系数等,进而改善材料的循环性能、倍率性能和充放电性能等;需要改进制备流程、提高实验的安全性、简化反应流程和减少制备成本等,以实现磷酸钒锂正极材料的工业化应用。     

废旧磷酸铁锂材料碳热还原固相再生方法

采用热处理方法将回收的正极片除去黏结剂,同时将LiFePO₄氧化为Li₃Fe₂（PO₄）₃及Fe₂O₃并作为再生反应原料,分别以葡萄糖、一水合柠檬酸、聚乙二醇为还原剂,650℃高温反应16h、20h、24h碳热还原再生LiFePO₄。测试结果表明,3个还原剂体系均能获得再生LiFePO₄材料。以葡萄糖为还原剂,高温反应16h、20h、24h,放电比容量分别为118.49mA·h/g、118.38mA·h/g、123.77mA·h/g;100次循环后,容量保持率分别为88.40%、80.07%、72.56%。还原剂对再生材料性能影响显著,以葡萄糖为还原剂,再生材料的容量特性及循环性能均最优,一水合柠檬酸还原剂体系次之,聚乙二醇还原剂体系电化学性能最差。研究结果为大规模废旧LiFePO₄材料再生提供一种新的途径。     

锂离子电池异构建模及内部传质机理探究：粒径分布的影响

锂离子电池是目前应用较广的储能设备,具有能量密度高、使用寿命长等特点。随着锂离子电池正极材料实际能量密度接近理论值,电池组装工艺参数的优化成了提升其性能的重要途径,其中电极颗粒粒径及分布是十分重要的参数。因此,本文针对石墨-LiFePO₄体系锂离子电池,利用异构模型构建单粒径和双粒径电极的几何结构,再结合Newman模型模拟其放电过程,定量研究了正极材料粒径分布对锂离子电池性能的影响,探究了存在粒径分布的电极中不同粒径的颗粒在充放电过程的作用机制。模拟结果表明,粒径的减小可以减小固相扩散系数对电池性能的影响,但会增加液相扩散阻力;而粒径的分布可以促进锂离子在电解液中的扩散,提高小粒径颗粒的锂嵌入量,但会引起极化增大,导致大颗粒的锂嵌入量降低。粒径分布宽度越大,总体粒度越大,锂离子电池的能量密度越小。选择合适的粒径分布宽度,适当减小总体粒度的大小,能有效提升电极的能量密度。研究结果对于锂离子电池电极活性材料颗粒粒径分布的选择提供了有益的基础知识和指导。     

第一性原理在锂离子电池电极材料中的应用研究

在锂离子电池电极材料研究中，第一性原理计算能在理论上协助解释实验结果，为材料的合成和性能改进提供理论依据。目前第一性原理计算在锂离子电池电极材料中的应用主要集中在正极材料磷酸铁锂和层状氧化物LiMO₂(M=Ni, Co, Mn, Al等)材料中，对热门三元材料，特别是三元材料改性前后界面结构变化的研究较少。围绕密度泛函理论，综述了其在电极材料工作电压、电子传导性和离子扩散性、结构稳定性、储锂容量的计算以及热力学性能预测及解释等方面的应用，对较为集中的研究方向的进展进行阐述和总结，为用第一性原理进一步研究LiNi _x Co _y Mn_{1- x - y} O₂复合材料提供借鉴。