高纯草酸亚铁的制备工艺研究

以硫酸亚铁、草酸为原料及硫酸溶液为分散剂,通过高速分散均质机,合成了高纯草酸亚铁产品。研究了硫酸亚铁浓度、分散剂浓度、反应时间、反应温度等对产率及纯度的影响,结果表明,当分散剂浓度为20%、硫酸亚铁浓度为210g·L-1、反应温度为30℃、反应时间为40min时,草酸亚铁产率为95%,纯度为99.8%。     

锂离子电池用草酸亚铁的合成研究

采用扫描电镜、激光粒度仪、振实密度仪,研究了陈化时间、分散剂浓度、亚铁离子浓度对草酸亚铁产品形貌、振实密度和粒径的影响。优化的草酸亚铁制备工艺条件为:亚铁离子浓度为85 g/L,分散剂浓度为0. 65 mol/L,陈化时间为9 h。制备得到的草酸亚铁产品振实密度为1. 22 g/cm~3,粒度(D_(50))为3. 16μm;以制备的草酸亚铁为原料,采用高温固相法合成磷酸铁锂正极材料,得到的正极材料充放电性能良好。     

高纯超细草酸亚铁的制备研究

以硫酸亚铁和草酸为原料,通过添加分散助剂,制备了高纯超细草酸亚铁产品,并研究了分散剂浓度、硫酸亚铁浓度、加料时间、反应温度等对粒径的影响。优化工艺条件为:分散剂浓度20%～25%(m/m),硫酸铁浓度220g/L,反应温度30℃,加料时间20～30min,在此条件下产品粒径小于3.0μm、纯度大于99.5%。     

草酸亚铁法水热合成磷酸铁锂的晶化条件研究

以草酸亚铁为原料,通过水热晶化法制备了锂电池正极材料磷酸铁锂（LiFePO4）S1~S6、S8和S10,进一步以葡萄糖为碳源,w(C)=6%时,制得LiFePO4/C复合正极材料S7和S9。采用XRD和FESEM对产物的结构（structure）与织构（texture）进行了表征,对水热晶化条件进行了优化,利用扣式电池充放电方法考察了S7的电化学性能。结果表明：水热晶化的最佳反应时间为10h。最低晶化温度为190℃。当水热晶化温度达到280℃时,无碳产物（S10）中的部分Fe(II)会被氧化为Fe(III),生成FePO4•2H2O杂质相,而添加葡萄糖的产物S9则可以抑制Fe(II)向Fe(III)的转化。以草酸亚铁为铁源、晶化温度为240～260℃、晶化时间10h时,可以通过水热合成工艺制备出颗粒团聚程度轻微的磷酸铁锂正极材料,S7的0.1C放电比容量达到154 mAh/g,经过42个循环测试,其0.1C放电比容量仍可达到149 mAh/g。每制备1t纯相LiFePO4,与硫酸亚铁传统水热法相比,锂源（氢氧化锂）的摩尔量从19016 mol降低到6339 mol。     

草酸亚铁法水热合成磷酸铁锂的晶化条件研究

以草酸亚铁为原料,通过水热晶化法制备了锂电池正极材料磷酸铁锂(LiFePO_4)S1~S6、S8和S10,进一步以葡萄糖为碳源,w(C)=6%时,制得Li Fe PO4/C复合正极材料S7和S9。采用XRD和FE-SEM对产物的结构进行了表征,对水热晶化条件进行了优化,利用扣式电池充放电方法考察了S7的电化学性能。结果表明:水热晶化的最佳反应时间为10 h,最低晶化温度为190℃。当水热晶化温度达到280℃时,无碳产物(S10)中的部分Fe(Ⅱ)会被氧化为Fe(Ⅲ),生成FePO_4·2H_2O杂质相,而葡萄糖的添加则可以抑制Fe(Ⅱ)向Fe(Ⅲ)的转化。以草酸亚铁为铁源,当晶化温度为240~260℃、晶化时间为10 h时,可以通过水热法制备出颗粒团聚程度轻微的磷酸铁锂正极材料。S7的0.1 C放电比容量达到154 m Ah/g,经过42个循环测试,其0.1 C放电比容量仍可达到149 m Ah/g。与硫酸亚铁为铁源的传统水热法相比,每制备1 t纯相LiFePO_4,锂源(氢氧化锂)的使用量从190 16 mol降低到6 339 mol。     

副产硫酸亚铁制备电池级草酸亚铁的研究

以钛白副产硫酸亚铁为原料制备出电池级草酸亚铁。研究了除杂、沉淀、转化反应过程中反应温度、反应时间、硫酸亚铁浓度以及反应pH等因素对产品质量的影响,并得到了优惠工艺条件。结果表明：在反应温度为 95 ℃、反应时间为6 h的条件下用铁粉对硫酸亚铁溶液除杂,得到纯净硫酸亚铁溶液;在反应温度为40 ℃、铁（Ⅱ）质量浓度为90 g/L的条件下用氨水沉淀,再用草酸于反应时间为60 min、pH=2.0条件下将氢氧化亚铁转化成草酸亚铁,制备出了纯度大于99.5%、粒径小于3.0 μm、杂质含量低的电池级草酸亚铁。为解决钛白副产硫酸亚铁的综合利用提供了一条有效的途径。     

液相共沉淀法制备磷酸亚铁锂研究进展

以磷酸亚铁锂为正极材料的锂离子电池以其高安全、高环保、低价格、长寿命、大容量等特点,将逐步取代现有铅酸电池市场,成为未来动力锂离子电池研究的热点材料。简述了几种常规合成磷酸亚铁锂方法的同时,较系统地介绍了磷酸亚铁锂材料在液相共沉淀制备方法中的研究进展,包括全液相共沉淀法和半液相共沉淀法。指出全液相法合成工艺比较简单、工艺路线较短,但是由于溶液体系中各组分沉淀速度存在差异,因而可能会导致组成的偏离和均匀性的丧失;半液相法虽然增加了工艺流程,但是可以通过控制pH、滴加速度等控制磷铁复合盐的形成,使产品呈球状,进而有助于提高磷酸亚铁锂的振实密度。     

球形、纳米和多孔磷酸亚铁锂的研究进展

橄榄石结构的磷酸亚铁锂,因其具有相对高的理论容量和工作电压而成为最有前途的锂电池候选正极材料之一.球形磷酸亚铁锂活性粒子与其他形貌的活性粒子相比,具有振实密度高,体积能量密度大,易于涂敷等诸多优点;纳米、多孔磷酸亚铁锂都能够极大地提高活性粒子的表面积,增大活性粒子的有效电化学接触面积,继而提高活性粒子的电子传导率和离子传导率,所以通过制备球形、纳米、多孔磷酸亚铁锂活性粒子来改善其电化学性能成为磷酸亚铁锂正极材料的研究热点之一.从制备方法、碳包覆模型、锂离子扩散模型、颗粒半径与有效电化学接触点对磷酸亚铁锂正极材料的电化学性能的影响等方面,对球形、纳米和多孔磷酸亚铁锂近年来在国内外的研究情况进行了综述.     

共沉淀法合成磷酸亚铁锂正极材料及性能研究

采用共沉淀法合成了橄榄石型磷酸亚铁锂正极材料。利用X射线衍射，扫描电子显微镜，振实密度测定以及电化学测试等方法对该材料进行了结构表征和性能测试。结果表明：在较宽的温度范围内，都能形成单一的橄榄石型晶体结构，并具有较高的振实密度。其中，在650℃下合成的产物结构完整，表面形貌较好，粒径分布均匀，振实密度高达1．67g／cm^3。在室温及0．05C倍率下，该材料的首次放电容量为133．6mA·h／g，循环20次后，未见明显衰减。     

磷酸亚铁锂-磷酸钒锂复合材料制备方法研究

以固相法制备出了磷酸亚铁锂-磷酸钒锂复合正极材料.采用X-射线衍射仪(XRD)、电子扫面电镜(SEM)、激光粒度分析仪、碳硫分析仪以及X-光电子能谱仪等对制备出的复合材料进行表征,发现该材料以磷酸亚铁锂和磷酸钒锂的晶形结构为主,其中有少量的杂质成分;该材料颗粒粒度较细、粒度分布窄且均匀,颗粒表面光滑、碳包裹状况良好,同其它方法制备的复合材料比较在碳含量差不多的情况下具有较优的导电率.对材料进行了电化学性能表征认为该材料的电化学性能比较优异,0.1C放电容量达到190 mA·h·g-1以上,10C可以达到120 mA·h·g-1,20C放电容量仍有85 mA·h·g-1且循环稳定性均较好;1C进行1000次循环之后仍然保持120 mA·h·g-1的容量,具有较高的实用价值.     

合成温度对锂离子电池正极材料LiFePO4性能的影响研究

磷酸铁锂（LiFePO4）作为锂离子电池的正极材料,具有良好的循环性能、热稳定性、较高的容量以及相对低廉的价格,近年来成为电池研究的热点.采用固相法在不同温度下合成LiFePO4,通过X衍射、扫描电镜（SEM）、电池循环性能以及阻抗光谱等对合成产物的组成、结构、形貌和电化学性能进行表征,研究影响产品性能及形貌的主要因素,筛选出合适的合成温度以提高LiFePO4的电化学性能.     

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。     

Mn2+掺杂及碳包覆对磷酸亚铁锂的影响

以醋酸锰为Mn源,葡萄糖为C源,采用高温固相法合成磷酸亚铁锂,对磷酸亚铁锂进行了Fe位掺杂和表面的包覆碳研究。用XRD、恒流充放电研究了材料的结构和电化学性能。结果表明:掺杂及包覆后的材料仍然具有橄榄石型晶体结构,并且掺杂及包覆碳后材料的初始容量和循环性能都得到了改善,表现出了良好的循环性能和高倍率性能。     

Preparation and characterization of carbon-coated LiFePO4 cathode materials for lithium-ion batteries with resorcinol-formaldehyde polymer as carbon precursor

LiFePO₄/C composites were synthesized by two methods using home-made amorphous nano-FePO₄ as the iron precursor and soluble starch, sucrose, citric acid, and resorcinol-formaldehyde (RF) polymer as four carbon precursors, respectively. The crystalline structures, morphologies, compositions, electrochemical performances of the prepared powders were investigated with XRD, TEM, Raman, and cyclic voltammogram method. The results showed that employing soluble starch and sucrose as the carbon precursors resulted in a deficient carbon coating on the surface of LiFePO₄ particle, but employing citric acid and RF polymer as the carbon precursors realized a uniform carbon coating on the surface of LiFePO₄ particle, and the corresponding thicknesses of the uniform carbon films are 2.5 nm and 4.5 nm, respectively. When RF polymer was used as the carbon precursor, the material showed the highest initial discharge capacity (138.4 mAh g^− 1 at 0.2 C at room temperature) and the best rate performance among the four materials.     

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。     

Enhanced rate performance of nano–micro structured LiFePO4/C by improved process for high-power Li-ion batteries

A spherical carbon-coated nano–micro structured LiFePO₄ composite is synthesized for use as a cathode material in high-power lithium-ion batteries. The composites are synthesized through carbothermal reduction with two sessions of ball milling (before and after pre-sintering of precursor) followed by spray-drying with the dispersant of polyethylene glycol added. The structure, particle size, and surface morphology of the cathode active material and the properties of the coated carbon are investigated by X-ray diffraction, Raman spectroscopy, scanning electron microscopy, and high-resolution transmission electron microscopy. Results indicate that the LiFePO₄/C composite has a spherical micro-porous morphology composed of a large number of carbon-coated nano-spheres linked together with an ordered olivine structure. The carbon on the surface of LiFePO₄ effectively reduces inter-particle agglomeration of the LiFePO₄ particles. A galvanostatic charge–discharge test indicates that the LiFePO₄/C composites exhibit initial discharge capacities of 155 mAh g⁻¹ and 88 mAh g⁻¹ at 0.2 C and 20 C rates with the end of discharge voltage of 2.5 V, respectively. This behavior is ascribed to the unique spherical structure, which shortens lithium ions diffusion length and improves the electric contact between LiFePO₄ particles.     

An investigation of polypyrrole-LiFePO4 composite cathode materials for lithium-ion batteries

A series of polypyrrole-LiFePO₄ (PPy-LiFePO₄) composites were synthesised by polymerising pyrrole monomers on the surface of LiFePO₄ particles. AC impedance measurements show that the coating of polypyrrole significantly decreases the charge-transfer resistance of LiFePO₄ electrodes. The electrochemical reactivity of polypyrrole and PPy-LiFePO₄ composites for lithium insertion and extraction was examined by charge/discharge testing. The PPy-LiFePO₄ composite electrodes demonstrated an increased reversible capacity and better cyclability, compared to the bare LiFePO₄ electrode.