LiFePo4正极材料高倍率性能的研究进展

摘要动力汽车中锂电池的大电流充放电性能制约着锂电池广泛应用。锂电池大电流充放电与正极材料的倍率性能有直接的关系。LiFePO2正极材料的制备方法是材料改性与研究的基础。结合近几年的研究，综述了常用的制备方法的步骤，对比了各种方法合成材料的倍率性能，总结了各种合成方法对于高倍率性能的影响。通过制备方法的优化与创新来提高LiFePO。正极材料高倍率性能将是未来的研究与发展方向。     

掺杂改性LiFePO_4正极材料制备及表征

采用微波热合法制备了掺杂LiFePO4锂电池用正极材料。通过XRD、SEM表征了材料的晶体结构和形貌,采用恒电流充放电法研究了材料的电化学性能。XRD结果表明,掺杂后的材料晶相为橄榄石型磷酸铁锂;SEM测试结果表明,加热时间延长促使材料颗粒团聚长大,且结晶完整,颗粒分布均匀。对电池的电化学测试表明,制备的掺杂LiFePO4材料表现出优良倍率性能和循环稳定性,充放电比容量分别为131.7 mAh/g和123.8 mAh/g,10次循环后比容量没有明显衰减。     

锂离子电池正极材料LiFePO_4制备工艺研究进展

橄榄石型LiFePO4以其优异的电化学性能、环保、安全、低廉、热稳定性较好等优点,成为当前锂离子电池最具发展潜力的正极材料。本文简单介绍了LiFePO4结构特点及性能,重点综述了其制备工艺的研究现状,并对该材料的应用前景进行了展望。     

Li3PO4的生成条件研究及其对LiFePO4正极材料性能的影响

研究了磷酸铁锂(LiFePO₄)制造过程中共生磷酸锂(Li₃PO₄)的生产条件,总结出混料锂铁比例、研磨粒径以及烧结工艺对共生磷酸锂(Li₃PO₄)含量的影响规律。实验结果表明,Li/Fe比例>1.04,研磨粒度>1.0μm,烧成温度达到820℃条件下,容易造成磷酸铁锂中Li₃PO₄杂质的生成。实验证明,当磷酸铁锂中Li₃PO₄含量升高会带来LiFePO₄正极材料充放电性能和电阻的增大,不利于材料电化学性能的发挥。     

碳包覆LiFePO_4正极材料的改进碳热固相法合成

使用改进的固相法,用LiOH·H2O、LiCO3作锂源,制备LiFePO4/C正极材料,得出使用氢氧化锂作为原料合成的产物电化学性能较好。以氢氧化锂为锂源,无水葡萄糖为碳前体,考察锂铁比、葡萄糖加入量、焙烧温度、焙烧时间四因素对LiFePO4正极材料电化学性能的影响。使用TG/DSC、XRD、SEM、充放电测试对合成产物进行结构及电化学性能分析。结果表明,焙烧温度对于产物的影响最大。锂铁比为1.05∶1,每摩尔铁中加入葡萄糖量为1.50g时产品容量最高,为135.0mAh/g。最佳焙烧温度为600～650℃,最佳焙烧时间为10～15h。改进的固相法避免使用球磨机,有利于工业化生产。     

LiFePO4正极材料性能优化研究进展

LiFePO4作为锂离子电池一种新型正极材料,安全性好,价格低廉,环境友好,循环性能稳定。结合近几年有关LiFe-PO4的研究,从结构模型、电化学性能优化,合成方法及检测方法等方面综述了LiFePO4的发展概况,继续进行深入的理论研究和集结现代分析测试手段进行工艺改进将是提升磷酸铁锂材料性能的重点研究方向。     

锂离子电池正极材料LiFePO_4的研究进展

介绍了锂离子电池正极材料LiFePO4的结构特征和电化学过程。评述了近年来制备LiFePO4的各种方法,包括固相法,液相法(水热法、液相共沉淀法等),微波法等。橄榄石型磷酸铁锂(LiFePO4)理论比容量为170 mA.h/g,电压为3.5V(vs.Li/Li+),环境友好,成本低廉,热稳定性较好,可望成为锂离子蓄电池的新型正极材料。     

喷雾干燥制备球状LiFePO_4/C正极材料

以抗坏血酸为催化剂,通过水热法制备出梭形颗粒的LiFePO4/C正极材料,并采用喷雾干燥工艺使得单个的梭状颗粒堆积成球状的LiFePO4/C正极材料。研究了不同喷雾浓度对样品球形化后的形貌和电学性能的影响。结果表明:合成的LiFePO4/C正极材料的单个颗粒呈规整的梭形结构,并且梭形结构是由细小的板状结构组合而成,在梭形结构的表面包覆有一层均匀的碳膜。采用喷雾工艺后可有效的进行颗粒的球形化处理,当喷雾浓度为0.296mol/L时,材料团聚的球状形貌较为均匀一致,并具有较大的扩散系数(9.38×10-13cm2/s)。在0.1C倍率放电下的首次充电比容量为133.6mA·h/g,放电比容量为122.6mA·h/g,Coulomb效率为91.8%,说明具有良好的可逆性能;经过50周循环后容量保持率仍为98.2%,具有优异的循环性能和容量保持率。     

稀土钆、钇掺杂LiFePO_4正极材料的制备及电化学性能测试

通过水热法制备了稀土钆、钇离子掺杂的LiFe_(1-x)Gd_xPO_4、LiFe_(1-x)Y_xPO_4(x=0,0.01,0.03,0.05)锂离子电池正极材料,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)等方法表征,对电池进行恒流充放电、交流阻抗(EIS)、循环伏安(CV)电化学测试,系统的研究了LiFePO_4微观结构及电化学性能。结果表明,通过水热法制备的少量稀土掺杂的磷酸铁锂正极材料仍然是橄榄石结构,颗粒尺寸300~800 nm,一定程度上细化颗粒有效的减小Li~+的扩散和迁移途径,增加了Li~+的占位无序度,使得锂离子脱嵌变得容易,改善了材料的电导性,使LiFePO_4正极材料放电比容量增加,循环稳定性能提高。在电位范围2.0~4.2 V之间,样品随着掺杂量的增加,初始放电比容量首先升高然后下降,其中LiFe_(0.97)Gd_(0.03)PO_4初始放电率达到143.38 m Ah/g,LiFe_(0.97)Y_(0.03)PO_4初始放电率达到148.35 m Ah/g,和空白样比提高了近45%,且EIS和CV测试结果进一步验证了LiFe_(0.97)Gd_(0.03)PO_4、LiFe_(0.97)Y_(0.03)PO_4样品具有最佳的电化学性能。     

共沉淀法制备锂离子电池正极材料LiFePO_4的研究进展

LiFePO4是一种很有潜力的锂离子电池正极材料。本文介绍了LiFePO4材料的共沉淀制备方法,利用碳包裹和金属离子掺杂两种改性方法可以提高LiFePO4材料的电化学性能,指出了LiFePO4材料改性的方向。     

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LiFePO4的研究进展

从LiFePO4的结构出发,分析了该材料所特有的优越性能以及存在的缺陷,阐述了物理掺杂和体相掺杂两类改性方法的特点和取得的成效。在此基础上,介绍了高温固相法、共沉淀法等方法合成LiFePO4的最新研究进展,探讨了各种制备方法的优缺点,并简要评述了LiFePO4未来发展的前景以及为使该材料走向实用化应注重的研究方向。     

锂离子电池正极材料LiFePO4的研究进展

LiFePO4作为新一代首选的正极材料,具有材料来源广泛、价格便宜、热稳定性好、比能量高、无吸湿性、对环境友好等优点。笔者综述了LiFePO4的结构特征、充放电机理、合成方法及改性研究。     

锂离子电池正极材料LiFePO4的改性研究进展

橄榄石型结构的磷酸亚铁锂( LiFePO4)作为备受关注的锂离子电池正极材料,可望成为新一代首选的可代替钴酸锂的锂离子二次电池正极材料.详细地叙述了近年来国内外对LiFePO4改性所做的研究,着重介绍了导电剂掺杂包覆、金属离子掺杂和合成方法对LiFePO4电化学性能的影响,以及这些改性方法存在的问题.     

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。     

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。     

锂离子电池正极材料磷酸铁锂的研究进展

介绍了橄榄石型L iFePO4正极材料的优缺点和造成L iFePO4导电率和锂离子迁移率低的原因,讨论了近年来各种制备L iFePO4的方法以及改性研究,并对今后的发展方向作出了展望。     

环保型锂离子电池正极材料LiFePO_4的研究进展

综述了L iFePO4的结构特征、充放电机理、合成方法、改性以及电解质的选择等方面的研究,指出对L iFe-PO4的充放电机理进行理论建模,探索可进行工业化生产的制备方法是目前的研究重点。     

锂离子电池正极材料磷酸铁锂的研究进展

对锂离子电池正极材料磷酸铁锂的制备方法进行了介绍。首先介绍了固相合成法的基本过程、研究改进情况以及优缺点,其次介绍了液相合成法即水热法、溶胶-凝胶法和共沉淀法的基本原理及研究进展,然后从非晶相掺杂和晶相掺杂两个方面对锂离子电池材料的性能改进研究情况进行了介绍,最后对材料的发展方向进行了展望。     

锂离子电池正极材料技术进展

概述了国内外近30 a有关锂离子电池正极材料的研究进展以及笔者在锰系正极材料方面的研究结果; 比较了几种主要正极材料的性能优缺点;阐明了正极材料发展方向。近期镍钴锰酸锂三元材料将逐步取代钴酸锂,而改性锰酸锂和镍钴锰酸锂三元材料以及两者的混合体将在动力型锂离子电池中获得广泛使用。在未来5~10 a,高容量的层状富锂高锰型正极材料或许会是下一代锂离子电池正极材料的有力竞争者。