磷酸铁锂正极材料的制备及性能强化研究进展

橄榄石型磷酸铁锂是目前应用十分广泛的锂离子电池正极材料之一,具有成本低、安全性高、环境友好、循环寿命长和工作电压稳定的特点。近年来,随着CTP技术、刀片电池技术等取得的突破性进展,磷酸铁锂的商业化程度得到了大幅提高。但磷酸铁锂存在电子导电性较差和离子扩散系数低的缺陷,严重限制了锂离子电池的电化学容量,因此开展磷酸铁锂制备工艺和性能强化研究对磷酸铁锂的性能提升具有重要意义。对比了磷酸铁锂电池与其他正极材料锂离子电池的性能差异和发展现状,系统总结了磷酸铁锂正极材料制备与强化的改性方法及相关研究进展与挑战,并提出了未来的发展方向与研究思路。     

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...     

磷酸铁锂锂离子电池正极材料的研究

锂离子电池是绿色高能可充电池，具有工作电压高、比能量大、自放电小、循环寿命长、无记忆效应、无环境污染等突出优点。本文从磷酸铁锂的结构与性能、材料的制备方法、改性、粒径控制等几方面综述了近年来对橄榄石型磷酸铁锂（LiFePO4）锂离子电池正极材料的研究进展。材料的粒度大小及其分布、离子和电子的传导能力对产品的电化学性能影响很大。在制备时，采用惰性气氛、掺杂导电材料和控制晶粒生长制备粉体是获得性能优良的LiFePO4的有效方法。     

锂离子电池磷酸铁锂正极材料的研究进展

橄榄石结构的磷酸铁锂的安全性非常高,而且其循环性能优异,在高温下也可以使用,是最有发展前景的电池正极材料。磷酸铁锂的循环寿命较长,而且其放电性能是其他的离子电池不能比的,在高温下稳定性比较好,使磷酸铁锂成为电池正极常用的材料。但是,磷酸铁锂的电导率并不是特别的理想,而且锂离子的扩散系数不足,在低温下不能发挥较好的效果,所以产生一定的局限性。通过分析磷酸铁锂的结构、性能等,在一定程度上可以完善磷酸铁锂的性能。     

锂离子电池正极材料磷酸铁锂研究进展

与氧化钴锂（LiCoO₂）、氧化镍锂（LiNiO₂）相比,橄榄石结构磷酸铁锂(LiFePO₄)具有安全、环保、比容量高、循环性能优异、高温特性好等优点,被誉为最具发展前景的锂离子电池正极材料。长的循环寿命、优良的高倍率放电性能、高的放电平台、大的能量密度以及良好的热稳定性能,也使得磷酸铁锂成为高功率动力电池正极的首选材料。但是,磷酸铁锂也存在电子电导率相对较低、锂离子扩散系数小、振实密度不高、低温特性不好等缺点,因而制约着它的应用和发展。从磷酸铁锂结构、性能、制备和改性等方面综述了近年来磷酸铁锂的研究进展。     

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。     

磷酸盐锂电池正极材料的研究进展

作为聚阴离子型锂离子电池正极材料,单斜结构Li3V2（PO4）3及橄榄石型LiFePO4因具有结构稳定、循环性能优良及安全性能好等突出优点而日益为人们所关注,成为极具开发和应用潜力的新一代锂离子电池正极材料,尤其是在对材料要求较高的动力电源领域的应用。但由于两者均存在影响电化学性能的低电导率问题,因此提高电导率已成为研究这两种材料的重点。本文主要介绍了近年来磷酸铁锂和磷酸钒锂的研究现状及成果,并对今后的发展进行展望。     

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亚铁锂的改性进展

橄榄石型结构的磷酸亚铁锂(L iFePO4)作为一种新型的锂离子电池正极材料,具有材料来源广泛、价格便宜、理论比容量高(约170 mA.h/g)、热稳定性好、无吸湿性、对环境友好等优点,可望成为新一代首选的可替代钴酸锂(L iCoO2)的锂离子二次电池正极材料。分析了锂离子电池正极材料橄榄石型磷酸亚铁锂的结构特点和锂离子在充放电时的脱嵌模型,评述了近年来国内外对于改善磷酸亚铁锂的电化学性能所进行的改性研究,重点介绍了优化合成工艺、提高离子扩散效率、添加导电材料等方法对锂离子电池正极材料磷酸亚铁锂的影响,并对其发展方向作了展望。     

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。     

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。     

Synthesis of sub-micrometer lithium iron phosphate particles for lithium ion battery by using supercritical hydrothermal method简

A supercritical hydrothermal method was employed to prepare sub-micrometer LiFePO4 particles with high purity and crystallinity. The structure and morphology of LiFePO4 particles were characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscope. The electrochemical tests were carried out to determine the reversible capacity, rate and cycling performance of the LiFePO4 particles as cathode material for lithium ion battery. Experimental results show that solvent and calcining time have significant effects on purity, size and morphology of LiFePO4 particles. Mixed solvent contained deionized water and ethanol is conducive to synthesize smaller and more uniform particles. The size of LiFePO4 particles as-prepared is about 100-300 nm. The specific discharge capacities of the LiFePO4 particles are 151.3 and 128.0 mA. h. g-1 after first cycle at the rates of 0.1 and 1.0 C, respectively. It retains 95.0% of the initial capacity after 100 cycles at 1.0 C.     

水热法一步合成磷酸铁锂及其性能研究

为优化液相法一步制备磷酸铁锂（LiFePO₄）技术,以七水合硫酸亚铁、磷酸二氢铵、一水合氢氧化锂为原料,通过添加十二烷基苯磺酸钠（SDBS）作为表面活性剂,采用液相水热法合成技术,一步合成了LiFePO₄正极材料。研究了水热法一步合成技术对LiFePO₄材料的组成、结构、形貌、粒度等的影响,通过电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、粒度分析仪等对材料进行了表征分析,并测试了材料的电化学性能。研究结果表明,合成得到的LiFePO₄材料为微米级球形颗粒形貌的正交晶系非化学计量比的Li_1.02Fe_0.994PO₄材料。电化学性能测试结果表明,在0.1C倍率下首次充、放电比容量分别为162.0、159.9 mA·h/g,库伦效率达到98.7%、倍率性能（以1C/0.1C保持率计）为92.3%,0.1C倍率循环100次容量保持率为96.4%,展现出良好的电化学性能。     

电化学提锂技术中电极材料和电极体系的研究进展

锂及其化合物具有广泛的应用前景，锂资源需求越来越大，因此，开发能实现高储量、低品位的（浓）海水/卤水锂资源高效提取的方法具有重要意义。近年来，电化学提锂技术因其高选择性、低能耗和环境友好等特点而成为研究热点。本文针对电化学提锂技术中锂吸附电极材料的选择/制备和电极体系构建两方面的研究进展进行了归纳分析。在锂吸附电极材料的选择/制备上，基于高锂离子选择性的LiFePO₄、LiMn₂O₄和LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂电极被逐渐开发应用。在电极体系构建上，与具有阴离子可逆交换性能的AgCl、ZnCl₂和聚吡咯对电极所构成的电极体系可避免副反应发生，能耗较低；不含其他对电极材料的“摇椅式”结构电极体系可降低电极成本，提高提锂效率。此外，指出了目前电化学提锂技术尚存在的不足，未来可从电极材料制备、提锂过程优化、装备设计三方面进行研究，以推进电化学提锂技术的发展与应用。     

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。     

离子液体电解质在锂二次电池中的应用

锂二次电池作为动力电池,被寄予厚望。但锂二次电池面临的安全隐患也是不容忽视的,是当前亟需解决的问题,而这与电解质的性质有着紧密的联系。离子液体由于具有较宽电化学窗口、良好的导电性、高热稳定性、几乎无挥发及不燃烧等优良的特性,正在作为一种新型绿色替代溶剂被电化学领域所关注。离子液体的不燃烧特性,对于替代传统有机电解质具有十分重要的意义。本文阐述了新型溶剂“离子液体”作为电解质在锂二次电池中的应用,其中重点阐述了在碳、硅、钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂)、磷酸亚铁锂(LiFePO₄)、钴酸锂LiCoO₂、镍锰酸锂(LiNi_xMn_yO_z),镍钴锰锂(LiNi_xCo_yMn_zO_w)及在锂硫(Li-S)电池中的应用。     

磷酸铁锂高温循环性能的改善

磷酸铁锂结构稳定、循环性能优异,但是随着主机厂家对质保要求的不断提升,磷酸铁锂仍面临着高温循环性能不能满足客户要求的情况。以磷酸铁锂正极锂离子电池为研究对象,分别对比了基础电解液体系和改善电解液体系[在基础电解液中添加二氟二草酸硼酸锂（LiODFB）]对电池高温循环性能的影响。对循环后的电池采用直流内阻（DCIR）、电化学交流阻抗谱（EIS）、dQ/dU（恒定的电压间隔内电池容量的变化）曲线等无损分析方式进行数据对比,结果表明改善电解液体系电池的电荷转移阻抗进一步降低。通过对电池进行解剖,对两种电解液体系的电池极片进行了厚度分析、X射线衍射（XRD）分析、扫描电镜（SEM）分析、电感耦合等离子体发射光谱（ICP）元素分析等,结果表明改善电解液体系的电池在抑制负极表面副反应、减少正极铁溶出方面具有明显的效果,因此电池的高温循环性能更好。     

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。     

A Facile Route for Synthesis of LiFePO4/C Cathode Material with Nano-sized Primary Particles

A facile and practical route was introduced to prepare LiFePO4/C cathode material with nano-sized primary particles and excellent electrochemical performance. LiH2PO4 was synthesized by using H3PO4 and LiOH as raw materials. Then, as-prepared LiH2PO4, reduced iron powder andα-D-glucose were ball-milled, dried and sin-tered to prepare LiFePO4/C. X-ray diffractometry was used to characterize LiH2PO4, ball-milled product and LiFePO4/C. Differential scanning calorimeter-thermo gravimetric analysis was applied to investigate possible reac-tions in sintering and find suitable temperature for LiFePO4 formation. Scanning electron microscopy was em-ployed for the morphology of LiFePO4/C. As-prepared LiH2PO4 is characterized to be in P21cn（33） space group, which reacts with reduced iron powder to form Li3PO4, Fe3（PO4）2 and H2 in ball-milling and sintering. The appro-priate temperature for LiFePO4/C synthesis is 541.3-976.7 ℃. LiFePO4/C prepared at 700 ℃ presents nano-sized primary particles forming aggregates. Charge-discharge examination indicates that as-prepared LiFePO4/C displays appreciable discharge capacities of 145 and 131 mA·h·g^-1 at 0.1 and 1 C respectively and excellent discharge ca-pacity retention.