锂离子电池正极材料LiFePO_4制备技术研究进展

磷酸铁锂材料具有良好的循环性、热稳定性、环保性,在锂离子电池正极材料中已得到广泛研究。由于该材料电导率低、锂离子扩散速率慢等缺点影响其在电池领域的发展。介绍了锂离子电池正极材料磷酸铁锂的基本结构、制备方法以及针对其材料的不足而进行的材料改性方法,同时对目前磷酸铁锂材料存在的问题及前景进行了综述,分析了改善磷酸铁锂材料性能的途径,并展望了磷酸铁锂正极材料未来的发展趋势。     

黄铵铁矾的制备及其形貌对锂离子电池磷酸铁锂正极材料性能的影响

为探索出红土镍矿杂质Fe高附加值利用的研究，以红土镍矿的硫酸铵焙烧熟料溶出液作为研究对象，以NH4HCO3作为造矾剂制备黄铵铁矾，矾水解后获得锂离子电池正极材料LiFePO4的原料Fe2O3，Fe2O3中加入Li2CO3、磷酸二氢铵NH4H2PO4及蔗糖煅烧制备出锂离子电池正极材料LiFePO4/C。获得最佳造矾条件为:反应时间4 h、反应温度95℃、终点pH值2.5、搅拌速度400 r/min，除铁率在98.35%以上，并采用XRD、SEM和化学分析手段对黄铵铁矾进行了表征；煅烧温度750℃、煅烧时间10 h制备的片状磷酸铁锂在0.1C倍率下的首次放电比容量164.12 mAh/g，0.1C、0.5C、1C、2C、5C倍率下循环10周的容量保持率较颗粒状磷酸铁锂高，表明片状磷酸铁锂有较好的电化学性能。由红土镍矿中的铁元素合成了高附加值锂离子电池LiFePO4正极材料，为红土镍矿资源高效、综合利用提供新技术及理论支持。     

废旧磷酸铁锂正极材料回收再生研究进展

磷酸铁锂是动力型锂离子电池的理想正极材料，在新能源汽车领域得到广泛应用，磷酸铁锂动力电池将是国内未来几年废旧电池回收的重点。目前已报导的废旧磷酸铁锂正极材料回收再生技术多处于研发阶段，以中国学者的研究成果居多。本文介绍了国内外LiFePO4正极材料的多种回收再生方法，包括高温直接再生和高温修复再生技术、湿法回收以及再生技术、生物回收技术等，并总结了各自的优缺点，指出废旧磷酸铁锂正极材料回收再生未来仍将以湿法回收为主，需在介质循环、高效除杂等方面继续改进，实现正极材料的低成本、绿色、高效回收，加快技术的产业化进程。     

动力型锂离子电池正极材料LiFePO4的产业化进展

从磷酸铁锂国内外主要厂商及其产能、国内外市场状况、产业化技术路线和产业化面临的问题及产业风险等几个方面综述了磷酸铁锂材料近年来在产业化方面的最新进展。介绍了LiFePO4产业化合成方法及其优缺点,并提出了磷酸铁锂电池材料产业化急需解决的问题。     

锂离子电池纳米阴极材料的研究进展

阐述了锂离子电池纳米级阴极材料的特点,综述了纳米LiCoO2,LiMn2O4及LiFePO4等阴极材料的制备方法及其性能的研究进展,分析了纳米技术应用于锂离子电池的优势及存在的问题.锂离子电池纳米阴极材料的制备方法主要有溶胶-凝胶法、共沉淀法、模板法、喷雾干燥法及水热法等,展望了其应用前景.     

锂离子电池纳米阴极材料的研究进展

阐述了锂离子电池纳米级阴极材料的特点,综述了纳米LiCoO2,LiMn2O4及LiFePO4等阴极材料的制备方法及其性能的研究进展,分析了纳米技术应用于锂离子电池的优势及存在的问题.锂离子电池纳米阴极材料的制备方法主要有溶胶-凝胶法、共沉淀法、模板法、喷雾干燥法及水热法等,展望了其应用前景.     

二次加碳中有机碳源对LiFePO4/C性能的影响

采用高温固相合成法制备了碳包覆磷酸铁锂正极材料,使用不同有机碳源对LiFePO4进行碳包覆。通过热分析(TG-DSC)、X-射线衍射光谱法(XRD)、热场发射透射电子显微镜(HRTEM)、显微激光拉曼光谱等分析方法对其相组成、化学结构和碳结构等进行分析,并对LiFePO4/C为正极材料的电池进行了测试。结果表明:酚醛树脂、蔗糖、聚乙二醇和柠檬酸为有机碳源所制备的LiFePO4材料,都为纯相的LiFePO4;碳包覆LiFePO4材料,具有较完整的碳包覆层,且都有石墨结构的有序碳生成,能改善材料的电导率;酚醛树脂为有机碳源得到的LiFePO4/C材料性能最好,在0.1C倍率下充放电,首次放电比容量达到148.6 mAh/g,1C倍率下充放电的比容量达到125.1 mAh/g。     

锂离子二次电池正极材料LiFePO4的研究现状与进展

介绍了锂离子二次电池正极材料LiFePO4的晶体结构和充放电过程,阐述了LiFePO4的合成方法,同时对材料碳包覆及金属离子掺杂改性的研究情况进行了综述.     

LiFePO4的共沉淀法制备与性能

以LiOH·H2O,H3PO4,(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O为原料,采用低温共沉淀结合后续热处理法制备了橄榄石型的锂离子电池正极材料LiFePO4.X射线衍射结果表明,所得产物为纯相橄榄石型LiFePO4.研究了锂用量、料液浓度、反应温度、反应时间、热处理温度、热处理时间等因素对所得产物电化学性能的影响,得到的优化实验条件为锂用量为理论量的2.9倍,料液浓度为0.1 mol/L,反应温度为60 ℃,反应时间为60 min,热处理温度为700 ℃,热处理时间为10 h.     

废旧磷酸铁锂正极片中铁、锂的浸出

废旧磷酸铁锂正极片主要成分是LiFePO4，针对废旧磷酸铁锂正极片中有价金属的回收，以粉碎后的废旧磷酸铁锂正极片作为研究对象，研究硫酸作用下的浸出行为。考察了初始硫酸浓度、液固比、反应时间、反应温度对浸出效果的影响。实验结果表明，在最佳反应条件，Li、Fe的浸出率能达到98%，有价金属Li进入浸出液中，实现了废旧磷酸铁锂正极片中有价金属的回收。     

磷酸铁锂的结构及其改性研究进展

介绍了磷酸铁锂的结构和电化学性能．重点阐述了具有橄榄石结构的磷酸铁锂正极材料改性的研究进展．     

Study of improved electrochemical performance of LiFePO4/C electrode for LIB

Lithium iron phosphate is a most promising cathode material for Li-ion batteries(LIB).But the key barrier limiting its application is extremely low electronic conductivity. Meanwhile the low electron conductivity can be improved by preparing LiFePO4 with carbon modified. LiFePO4/C was synthesized by high temperature solid-state reaction using iron (Ⅱ) oxalate, ammonium di-hydrogen phosphate and lithium carbonate with a kind of organic compound (CR) that can be dissolved in the dispersant (ethanol) as carbon sources added to the synthetic precursor in this paper.The samples were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscope observations,charge/discharge test, cyclic voltammetry and carbon analysis. It was believed that the synthesized LiFePO4/C with perfect olivine structure by X-ray diffraction. The carbon brought about two advantages: (i) an optimized particle size of LiFePO4, and (ii) increasing the electronic conductivity and Li+ diffusivity. The cathode material could demonstrate a charge/discharge flat voltage of 3.4V (Vs Li+/Li). Especially the active material with 20, organic added according to the final product of LiFePO4 showed very good electrochemical performance reaching about initial 162.0 mAh/g specific capacity at 0. 1C rate and could also keep excellent discharge capacity even at 3C rate (510 mA/g) current and good cycle performance. The carbon content in the final production was only 5.29,(mass fraction).     

废旧磷酸铁锂动力电池混合电极材料分选工艺研究

为实现废旧磷酸铁锂动力电池电极材料的清洁、高效及规模化回收,研究了磁选和浮选对废旧磷酸铁锂动力电池混合电极材料的分离提纯效果,提出了磁选与浮选联合的分选工艺。试验结果表明,在背景磁场强度为637kA/m,脉动冲次为300次/min,煤油用量为400 g/t和甲基异丁基甲醇用量为400 g/t的条件下,通过磁选-浮选联合分选工艺分离提纯混合电极材料,可获得产率为43.75%,C品位低至4.7%的磷酸铁锂精矿和产率为26.02%,C品位高达91.7%的石墨精矿。试验结果可为废旧动力电池电极材料的高效分离提供参考。     

温和条件下制备掺Ti4+磷酸铁的研究

为提高LiFePO₄的电性能，将LiFePO₄掺杂工序前置至磷酸铁的合成阶段，在磷酸铁的制备过程中添加Ti⁴⁺制备掺Ti4+磷酸铁。结果显示：Ti⁴⁺可以取代Fe³⁺进入磷酸铁晶格中；Ti⁴⁺掺入量的增加将会影响磷酸铁晶体的晶面间距，使得（002）晶面间距显著增大，且当Ti⁴⁺掺杂量为0.5%时，对磷酸铁晶面间距影响最大；晶面间距增大，有利于锂离子的脱嵌，磷酸铁锂的电性能增强；掺Ti⁴⁺的磷酸铁较未掺杂时，在600 ℃时出现了明显的晶型转变的吸热峰；掺Ti⁴⁺的磷酸铁的比表面积较未掺杂磷酸铁的比表面积显著提高，这说明掺Ti⁴⁺磷酸铁的化学活性提高，有利于提高磷酸铁锂的电性能；采用掺Ti⁴⁺磷酸铁为原料制备的磷酸铁锂，当钛含量为0.5%时，放电容量最高，即电容为0.2 C时，放电容量为160 mAh/g。     

废旧磷酸铁锂电池再生及湿法回收技术研究进展

对现有废旧磷酸铁锂电池回收技术进行了总结, 简要介绍了废旧磷酸铁锂正极材料再生修复技术现状, 重点评述了湿法冶金选择性浸出废旧磷酸铁锂技术原理和现有技术方案的研究进展, 并对一些回收新技术进行了简述。通过对比不同技术方案的优劣势, 对废旧磷酸铁锂电池回收提锂技术发展趋势进行了展望。     

高温固相法再生废旧磷酸铁锂电池正极材料

通过强碱溶液浸泡过程分离废旧磷酸铁锂(LiFePO₄)电池中的正极材料与铝箔集流体,经过热处理、砂磨混合和高温焙烧实现了LiFePO₄的再生利用。采用XRD、SEM对再生样品的物相和形貌进行表征,结果表明,再生LiFePO₄材料颗粒分布在纳米尺度下,粒径分布均匀,无团聚现象。电化学性能测试结果表明,在0.1C和5C电流密度下,再生LiFePO₄放电比容量分别为165.2 和101.5 mAh/g; 在1C倍率下循环100次后,材料容量为150.1 mAh/g,保持率为97.85%,表现出较好的倍率和循环性能。该再生工艺简单、合成的材料电化学性能良好,为加快废旧磷酸铁锂电池回收和再生提供了新的借鉴。     

LiFePO4的制备及改性工艺的研究进展

磷酸铁锂电池的性能优异,广泛应用于诸多领域。本文简要介绍了高温固相法、碳热还原法和水热法这三种常用的磷酸铁锂制备工艺,并分析、比较其优缺点。同时对近年来的一些关于包覆改性和掺杂改性的研究成果进行总结概括。