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。     

磷酸铁锂改性的研究进展

磷酸铁锂（LiFePO4）具有理论比容量高、电压平台稳定等优点,成为当前研究的热点之一。但是,由于其自身结构的缺陷,导致其电子导电率低和锂离子扩散速度慢的缺点。本文从LiFePO4晶体结构和充放电机理入手,分析原因,综述了各种LiFePO4正极材料的改性方法及其研究进展。     

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研究现状

橄榄石型磷酸铁锂是近年来发展起来的新型锂离子电池正极材料,具有价格便宜、环境友好、热稳定性好等优点,因而受到人们的密切关注.介绍了磷酸铁锂的制备方法和改性方法,同时对实验设计过程中及产品精细结构表征中比较有代表性的热分析、电化学阻抗谱(EIS)以及拉曼(Raman)光谱分析进行了介绍.     

前驱体二水磷酸铁对磷酸铁锂电化学性能的影响

以钛白生产副产物七水硫酸亚铁为铁源,工业磷酸二氢铵为磷源,双氧水为氧化剂,采用共沉淀法合成了不同粒径和形貌的二水磷酸铁,并以此为前驱体,通过碳热还原法制备了粒径不同的LiFePO₄/C正极材料。经过对样品进行X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）以及恒电流充放电测试,研究了二水磷酸铁及LiFePO₄/C的结构、形貌以及电化学性能。结果表明,以较细的二水磷酸铁为铁源,制备得到的LiFePO₄/C颗粒较细,且具有更优异的电化学性能。0.1、0.5、1、2、5、10 C放电比容量分别为154、148、144、140、130、120 mA·h/g。     

制备条件对磷酸铁锂电化学性能的影响

采用辅助微波加热的方法,制得了粒子较细、粒径分布窄的LiFePO4/C化合物。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对所得样品的晶体结构、表面形貌和粒径分布进行了分析研究。试验表明,采用该反应方法有利于控制产物的形貌和粒径。用LiFePO4/C作正极材料进行了电池的充放电和循环伏安测试,结果显示,材料中锂离子的充放电平台相对锂电极电位为3.5 V左右,首次放电量为151 mA.h/g,表现出了良好的循环性能和高倍率性能。     

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。     

动力电池用正极材料磷酸铁锂的研究进展

文章综述了锂离子动力电池关键正极材料磷酸铁锂的产业化制备方法,市场状况分析和近年来国内外对该正极材料的研究进展情况。结果表明:产业化制备方法目前主要是固相反应法和水热合成,市场需求大于市场供给,具有很好的市场前景,高倍率磷酸铁锂将成为未来的一个重要研究方向。     

锂离子电池正极材料磷酸铁锂研究进展

磷酸铁锂(LiFePO4)作为新一代锂离子电池正极材料,以其高安全性、稳定的循环性能、环境友好和价格低廉等优点引起了人们极大的关注,虽然它的研究时间比较短,但是很快实现了商品化。LiFePO4具有170 mA.h/g的理论比容量和3.5 V左右的平稳放电平台,由于存在电导率低的问题,它的大规模应用受到限制。从材料的制备和改性等方面综述了近年来LiFePO4材料的研究进展,比较了不同的合成方法及掺杂对材料性能的影响,认为掺杂少量高价金属离子是提高LiFePO4电导率的一种有效方法。继续进行深入的理论研究和进行工艺改进将是今后重点的研究方向。     

电池级磷酸铁的制备及性能

以铁粉和H₃PO₄为原料,采用沉淀法制备了FePO₄,并研究了反应温度、反应时间、过氧化氢加入量对FePO₄性能的影响。利用X射线衍射分析仪、扫描电子显微镜、激光粒度分析仪、TG/DTA和电感耦合等离子体发射光谱仪等对制备的磷酸铁形貌、晶体结构与化学成分进行了表征。实验结果表明,磷酸铁制备过程的最佳实验条件为：反应温度70℃,反应时间1h,H₂O₂过量10%滴加时间60min。在最佳条件下制备的磷酸铁粒径为1~4μm,结晶度好,纯度高。样品中铁的质量分数为36.37%,磷的质量分数为20.86%,铁磷物质的量比为0.97,均可达到电池级磷酸铁的标准,完全可以满足磷酸铁锂正极材料前体的要求。     

固液结合法制备LiFePO4正极材料及其性能研究

采用固液结合法制备了LiFePO4正极材料。首先以共沉淀法制得了FePO4前驱体,再以葡萄糖作为碳源通过固相碳还原法制得目标产物LiFePO4。运用XRD和SEM对材料进行物理表征,恒流充放电和循环伏安测试对材料的电化学性能进行分析。结果表明,以固液结合法制备的材料结构单一,颗粒微细,粒径分布均匀,振实密度约为1.40g·cm-3,在室温0.1C下材料的放电比容量为156.8mAh·g-1,1.0C下放电比容量为126.2mAh·g-1,样品在1.0C下经过20次循环后,容量为120.4mAh·g-1,其容量保持率为95.4%。该法制备的材料既实现了液相法制备材料形貌可控的优点,又具备了碳还原与碳包覆同时作用的特点,材料的形貌,振实密度,和电化学性能均得到显著改善。     

球磨对磷酸铁锂正极材料性能的影响

采用高温固相合成法制备锂离子正极材料磷酸铁锂,在合成过程中分别采用湿法球磨和干法球磨,讨论了球磨时间对合成磷酸铁锂电化学性能的影响。用扫描电镜对合成材料进行表征,并对磷酸铁锂正极材料进行电化学性能测试。结果表明,相对于干法球磨,湿法球磨制备的磷酸铁锂样品具有更好的电化学性能。湿法球磨10 h所得的材料电化学性能最好,0.1 C下首次放电比容量为114 mA·h/g。     

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。     

液相法合成高容量LiFePO4/C复合正极材料

采用液相共沉淀法合成了纯相橄榄石型LiFePO4和LiFePO4/C复合正极材料。利用原子吸收(AAS)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、振实密度测定等方法对其进行表征,并组装成电池研究其电化学性能。结果表明:LiFePO4和LiFePO4/C都具有单一的橄榄石型晶体结构,且前者的振实密度可达1.67 g/cm2,掺碳后制成的LiFePO4/C振实密度有所降低,但充放电平台非常平稳。与纯相LiFePO4相比,LiFePO4/C具有更高的放电比容量和循环性能,室温下以0.2 mA/cm2和0.4 mA/cm2电流密度充放电,首次放电比容量分别达到158.1 mA.h/g、150.0 mA.h/g。充放电循环20次后放电比容量仍分别保持在154.2 mA.h/g,137.2 mA.h/g。     

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LiFePO4的制备及电化学性能研究

以Li3PO4和Fe（3PO4）.28H2O为原料,采用固相法成功制备了锂离子电池正极材料LiFePO4,并讨论了Li3PO4用量对材料的影响。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和充放电测试等手段对最终产物的物相、形貌和电化学性能进行了表征。结果表明,按计量比制备的LiFePO4样品具有较好的电化学性能,以0.1、0.5、1和5 C（1C=150 mA/g）的倍率进行充放电,首次放电比容量分别为135.6、123.8、116.2和56.5 mAh/g。磷酸锂过量8%制备的样品具有较好的高倍率性能,5C时放电比容量为80.3 mAh/g;而磷酸锂过量30%的样品则具有很好的小倍率放电比容量,0.1C时放电比容量为151.1 mAh/g。     

Electrochemical Behavior of La-doped LiFePO4/C Cathode Materials for Lithium Ion Batteries

Alien atom was used to obtain a series of LiFe1-xLaxPO4/C (x=0, 0.002, 0.005, 0.01, 0.015) cathode materials with the aim of investigating the influence of participation of La on the electrochemical behavior of LiFePO4/C. Combination of X-ray diffractometer, scanning electron microscope equipped with energy dispersive spectrometer and high resolution transmission electron microscope was applied. The results show that all the La-doped LiFePO4/C samples are olivine type crystals, La ion is sufficiently introduced into the network, and every element is well homogeneously distributed. There are many pore spaces on the surface of particles. The content of carbon in the prepared cathode materials remains 13.6% calculated by TGA/DTA curves, and the particles are wrapped by a uniformly and continuous carbon layer with the thickness of about 2 nm. Similarly, the content of Fe2P also keeps the same basically in all the cathode materials as a result of the similar ratio (2.35) of peak intensity at 36.5o and 37.1o from XRD. The increasing trend is most pronounced at doped 0.005 which presents the highest initial discharge capacity of 163 mA×h/g, lowest charge transfer resistance of 5.52 W, superior diffuse ability of lithium ion (10-11 cm2/s) and the best capacity retention current rate of about 93% after 50 cycles at 0.1 C.     

共沉淀法合成磷酸铁锂掺碳复合正极材料

采用共沉淀法合成了纯相橄榄石型磷酸铁锂(LiFePO4)和磷酸铁锂掺碳(LiFePO4/C)复合正极材料.利用X射线衍射(XRD)、原子吸收(AAS)、扫描电镜(SEM)、红外吸收(FT-IR)、振实密度测定等方法对其进行表征,并组装成电池研究其电化学性能.结果表明:HFePO4和LiFePO4/C具有单一的橄榄石型晶体结构,前者的振实密度可达1.58 g/cm2,LiFePO4/C振实密度有所降低,但充放电平台非常平稳.与纯相LiFePO4相比,LiFePO4/C具有更高的放电比容量和循环性能,室温下以0.05 C和0.1 C倍率电流充放电,首次放电比容量达到158.1,150.0 mA·k/g.充放电循环20次后放电比容量仍保持在154.2,137.2 mA·h/g.