磷酸铁锂正极材料的制备及改性研究进展

介绍了LiFePO4的多种制备方法及优缺点,重点综述了近年来LiFePO4正极材料在碳包覆、元素掺杂以及纳米化改性技术领域的最新进展。对比了各种LiFePO4正极材料改性方式的特点,指出了现阶段LiFePO4在实际应用中存在的问题,对LiFePO4正极材料的未来发展趋势进行了展望。     

用不同碳源对LiFePO_4的碳包覆改性

采用共沉淀方法结合原位碳包覆合成了LiFePO4/C复合正极材料.对碳化过程和包覆LiFePO4进行了研究.结果表明:在不同碳源的热解过程中,由于分子量和结构的不同,分解温度和碳化产物的结构也不相同;不同碳源的碳包覆对LiFePO4的晶体结构有一定的影响,而且由于碳包覆层结构的差异所包覆改性的LiFeO4表现出不同的电化学性能.文中还讨论了不同碳源对碳包覆后LiFePO4/C的电化学性能的影响.     

纳米LiFePO4/C复合正极材料的制备及其性能研究

采用碳热还原方法、以不同掺碳(葡萄糖为碳源)方式合成LiFePO4/C复合正极材料,利用X射线衍射仪、高倍率透射电镜以及电池测试仪等手段对样品进行了分析研究,并探讨了不同掺碳方式对复合LiFePO4/C正极材料性能的影响.结果表明,采用湿法加入葡萄糖制备的LiFePO4/C正极材料中LiFePO4的粒径范围在40～80nm左右,为纳米材料尺度,0.05C倍率下首次放电比容量达到160mAh/g,1C倍率下循环50次后,容量衰减仅为1.2%.     

LiFePO4/C复合材料制备过程中碳源及碳包覆方法的研究进展

LiFePO4以其价格低廉、稳定性好、循环性能好和无毒等优点,有望成为下一代锂离子电池的正极材料,但是LiFePO4电导率低和锂离子扩散系数小限制了它的实用化。碳包覆作为一种非常有效的导电改性方法,受到极大关注。在碳包覆中采用不同的碳源和不同的碳包覆方法,对LiFePO4的电化学性能影响不同。结合国内外的研究现状,综述了LiFePO4/C复合材料制备过程中不同碳源以及不同的碳包覆方法对其电化学性能影响的研究进展。     

球形LiFePO4材料碳包覆的研究

主要研究了采用不同碳源和掺碳量包覆对液相共沉淀-碳热还原法制备的球形LiFePO4材料性能的影响.结果表明,采用过量5%葡萄糖作碳源制备的材料在0.1C下,首次放电比容量达到了154.6mAh/g,并且循环性能良好.     

用两种碳源制备高性能LiFePO4/C正极材料

为了提高LiFePO4材料的电化学性能,以碳溶胶和葡萄糖两种物质为碳源、采用高温固相法制备了LiFePO4/C复合正极材料.通过XRD、TEM、恒电流充放电等方法研究了材料的结构与电化学性能.XRD结果表明,两种碳源的添加对LiFePO4的晶体结构没有影响.从TEM图上可观测到颗粒外部明显的碳包覆层.电化学性能测试表明,在同样倍率下,以两种碳源制备的LiFePO4/C材料放电比容量高于以单一碳源制备的LiFePO4/C,且表现出优良倍率性能和循环稳定性:在0.1C下的放电比容量达162mAh/g,1C下放电比容量为157mAh/g,循环20次后容量没有任何衰减.     

不同碳源对LiFePO4/C复合材料性能的影响

采用机械液相活化法与高温固相法相结合制备了锂离子电池正极材料LiFePO4和LiFePO4/C.考察了蔗糖、柠檬酸、葡萄糖、酒石酸等不同碳源对材料性能的影响,并采用XRD、 SEM和恒电流充放电测试等方法对材料的结构、表面形貌及电化学性能进行了研究,利用Raman光谱和TEM分析材料中碳的存在状态.结果表明,得到的样品结构均为橄榄石型,碳源的加入能有效地减小材料的颗粒尺寸,并且材料的电导率比纯LiFePO4的电导率提高了5个数量级.LiFePO4/C样品的表面包覆层均为非晶碳,以柠檬酸为碳源合成的LiFePO4/C材料,具有较小的颗粒尺寸,均匀多孔的表面碳包覆层和最佳的电化学性能.在0.1C下第3次的放电比容量达141.0mAh/g,循环10次后容量无衰减.     

葡萄糖酸亚铁原位碳化LiFePO4/C的制备及电化学性能研究

以葡萄糖酸亚铁为碳源和部分铁源,采用固相法制备了LiFePO4/C复合正极材料。利用XRD和SEM对所得样品进行了结构与形貌表征。以LiFe-PO4/C作锂二次电池正极组装电池,用电化学工作站和充放电测试系统对样品进行电化学性能测试。当碳包覆量为4.75%,650℃烧结10h时所制备的LiFe-PO4/C复合材料在0.1、0.2和1C倍率下最高放电比容量分别为161.6、147.2和123.3mAh/g。1C倍率下经50次循环材料的放电比容量无衰减。实验结果表明由于葡萄糖酸根和铁离子之间较强的化学键,阻止了葡萄糖酸根热解过程中在材料内部的不均匀扩散,其热解后在材料颗粒表面形成均匀导电碳层,并在颗粒之间形成丝状无定形碳,有效抑制了晶粒的生长,提高了活性物质利用率,形成了完整的导电网络,增强了材料的综合电化学性能。     

锂离子电池正极材料LiFePO4的合成及电化学性能

固相反应法合成了新型锂离子电池正极材料LiFePO4,组装成电池后,室温下(23℃)初始比容量为110mAh/g.以蔗糖分解在LiFePO4电池材料的颗粒间覆碳的方法制备了改性的LiFePO4,对LiFePO4进行表面覆碳改性后其电化学性能包括比容量和充放电效率两方面都得到提高.覆碳后正极材料的初始比容量在室温下达到了140mAh/g,比覆碳前增加了30mAh/g,在循环20周后比容量仍维持在125mAh/g左右;覆碳后正极材料的平均充放电效率在23℃和50℃下分别为91%和93%.     

用倍率与循环测试探讨LiFePO_4/C核壳材料的碳层构筑条件

磷酸铁锂材料的碳层构筑问题在文献中众说纷纭,难以把握具体细节。然而,倍率性能和循环性能是锂电材料的重要电化学性能,因此通过倍率性能和循环性能的测试,来理清单质型碳源和化合物型碳源的作用区别,同时对碳含量、碳化条件的影响开展研究。探讨了单质型(纳米石墨粉、乙炔黑)和化合物型(羟乙基纤维素、聚乙二醇2000、葡萄糖)碳源对LiFePO4/C电化学性能的影响。实验结果表明,葡萄糖和纳米石墨粉的综合性能优于其它碳源;使用同一种碳源时,碳含量和煅烧温度对材料高倍率性能的影响显著大于对低倍率性能的影响;碳含量和煅烧温度一定时,碳源种类对LiFePO4/C的低倍率初始性能有所影响,对其低倍率循环性能有较为显著的影响,对其高倍率性能则有非常显著的影响。     

正极材料磷酸铁锂的改性研究进展

介绍了锂离子电池正极材料磷酸铁锂的改性方法,综述了近年来锂离子电池正极材料磷酸铁锂的研究进展.重点叙述了金属粒子掺杂改性及碳包覆改性方面的研究成果.在综述各改性方式方面进展的基础上,指出了现阶段研究上对改性方式的理论体系建立方面所存在的问题,并结合作者研究小组的研究,对磷酸铁锂材料的未来研究方向进行了展望.     

锂离子电池磷酸铁锂正极材料的制备及改性研究进展

橄榄石型磷酸铁锂(LiFePO4)由于安全性能好、循环寿命长、原材料来源广泛、无环境污染等优点被公认为是最具发展潜力的锂离子动力与储能电池正极材料。综述了近年来磷酸铁锂正极材料在制备和改性方面的最新进展。在此基础上,提出了磷酸铁锂正极材料未来的主要研究和发展方向。     

锂离子电池正极材料LiFePO4的研究进展

LiFePO4因具有高的比容量、良好的循环性、环境友好等特点，成为目前最受关注的锂离子电池正极材料。概述了LiFePO4的结构和电化学性能，介绍了LiFePO4主要的几种制备方法，包括固相法、水热法、微波法。同时阐述了提高LiFePO4电化学性能所做的改性研究，并对该材料的发展方向进行了展望。     

两步碳热还原方法制备LiFePO4/C阴极复合材料

橄榄石型的LiFePO4材料是一种具有良好发展潜力的锂离子电池阴极材料。应用一种两步烧结的碳热还原方法制备出LiFePO4阴极材料,该法缩短了高温烧结阶段的时间,从而达到抑制晶粒长大的目的,并对LiFePO4进行原位碳包覆,制得LiFePO4/C复合阴极材料。对制得的材料进行0.1C恒电流充放电测试,首次放电容量为149.4mAh/g,首次放电效率可以达到93.5%。而用作对比的一步法烧结碳热还原样品在0.1C恒流充放电试验中首次容量只有99.1mAh/g,放电效率是81.4%,并对制备反应及充放电结果的机理进行了探讨。     

高温还原GO制备LiFePO_4/石墨烯复合正极材料及表征

通过对氧化石墨烯(GO)进行微观调控处理得到少层GO。采用喷雾干燥再高温改性的方法制备LiFePO_4/石墨烯锂离子电池复合正极材料;GO还原后即可得到石墨烯,其优良的导电性可以提高LiFePO_4的电子传输能力。通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和电化学测试技术等方法对复合材料的结构、形貌及电化学性能进行表征。石墨烯的复合使材料颗粒间构建空间三维导电网络,提高了电解质/电极材料界面的电荷转移速率,改善了LiFePO_4的电化学性能。电化学测试结果表明,在0.1C时LiFePO_4的放电比容量为155mAh/g,LiFePO_4/石墨烯复合材料的放电比容量为164mAh/g;1C和2C倍率时,LiFePO_4/石墨烯复合材料的放电比容量分别为140,119mAh/g。     

高密度LiFePO4/C正极材料的合成其及电化学性能研究

以Li2CO3为锂源,葡萄糖为C源,与高密度前驱体FePO4混合,采用高温固相反应法合成高密度的锂离子电池正极材料LiFePO4/C复合材料.采用X射线衍射、电子扫描显微镜和恒电流充放电对制得的LiFPO4进行了研究.结果表明,合成材料结晶完整,为均一的橄榄石型结构.C的含量在很大程度上影响LiFePO4的密度,当C的含量为3.0%(质量分数)时,所制正极材料LiFePO4/C的振实密度可达到2.14g/cm3,0.1C放电容量为121.5mAh/g,体积比容量达到260.OmAh/V.     

纳米磷酸铁锂的研究进展

锂离子电池磷酸铁锂(LiFePO4)正极材料具有比能量大、工作电压高、循环寿命长、无记忆效应、对环境友好等突出优点,但LiFePO4本身低的电子电导率和锂离子扩散系数阻碍了其在生产生活中的大规模应用,而制备纳米LiFePO4作为电极材料并进行改性可以改善其电化学性能。本文主要综述了国内外合成纳米LiFePO4的不同方法及其电化学性能,并介绍了当前LiFePO4发展所遇到的问题,指出了锂离子电池今后发展的主要方向。     

电化学合成磷酸铁锂正极材料的前驱体

以NH4H2PO4、锂盐和纯铁为主要原料,采用电化学法合成磷酸锂铁前驱体,再通过磷酸锂铁前驱体合成锂离子电池正极材料LiFePO4/C。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及充放电性能测试等方法对其晶体结构、微观形貌和电化学性能进行分析研究。结果表明,LiFePO4/C具有单一的橄榄石型晶体结构。其中在无水乙醇溶剂中合成的LiFePO4/C正极材料粒径细小且分布均匀,具有最好的电化学性能,在0.2C的放电电流下,首次放电比容量达到142.3mAh/g,充放电循环30次后放电比容量仍保持在141.2mAh/g。     

正极材料磷酸铁锂的二次掺碳改性研究

提出了一种二次掺碳制备锂离子电池正极材料LiFePO4/C复合材料的合成方法。实验结果表明不同阶段掺碳对合成LiFePO4/C复合材料的晶型没有影响,但对其电化学性能影响明显,二次掺碳能有效地提高容量和改善材料的稳定性;当蔗糖二次加入量为碳与磷酸铁锂质量比为3%(质量分数)时,样品颗粒细小且均匀,同时电化学性能最好,在0.2C倍率下首次放电比容量为161.19mA.h/g,循环20次后仍保持在153.68mA.h/g。     

LiFePO_4的研究进展、问题及解决方法

具有橄榄石结构的LiFePO4作为锂离子动力电池的正极材料具有成本低、无毒、原材料来源丰富和良好的高温电化学能力而成为当前研究热点之一.综述了近期国内外锂离子电池正极材料LiFePO4的研究状况,分析和总结了LiFePO4正极材料在结构和性能方面存在的缺陷以及所采取的改进途径,并对该材料的深入研究提出了一些新思路.通过表面包覆、粒子掺杂和制备高密度前驱体等方法的综合应用来合成高密度的LiFePO4复合材料是将来研究的重要方向.