锂离子电池正极材料LiFePO_4的研究进展

橄榄石型LiFePO4正极材料具有原料来源丰富、无毒、环境友好、理论容量较高、热稳定性和循环性能好等特点,是近年来迅速发展起来的一种锂离子电池的正极材料。综述了新型锂离子电池正极材料LiFePO4的研究进展,重点阐述了LiFePO4材料的结构、制备方法、改性研究,并对发展方向进行了展望。     

制备正极材料LiFePO4的研究进展

综述了近几年来采用高温固相法、共沉淀法、水热法和微波法等制备锂离子电池正极材料LiFePO4的研究进展。比较了各种方法的优缺点,如高温固相法操作简单,但材料的均一性较差;微波法可快速制备材料,但反应过程难以控制。简要评述了LiFePO4的发展前景。     

锂离子电池正极材料LiFePO_4的进展

近二十年来,便携式电子产品日益普及以及电动工具、电动汽车技术的迅速发展,对高比能、高比功率及高安全的电源需求更加迫切,这极大地推动了高比能电池的研究和开发.目前市场上占主导地位的二次电池体系主要是锂离子电池、氢镍电池、镉镍电池和铅酸电池.其中,锂离子电池市场正在逐渐扩大,冲击着其它二次电池的市场,并已经在移动通讯电池市场上居于主导地位,其应用范围还逐渐扩展到各种动力设备,如:便携式电动工具、电动汽车(EV、PHEV和HEV)及航天领域.从目前的市场预期分析,锂离子电池的销售在一段时间内将维持直线上升的趋势,而从纯技术角度来看,锂离子电池将在未来相当长的时间内,以其高比能优势引领二次电池发展.     

锂离子电池正极材料LiFePO4的研究进展

概述了锂离子电池正极材料LiFePO4的两种主要合成方法:高温固相法和水热法;描述了其晶体结构及充放电和循环性能;介绍了碳对于提高材料导电性以及使晶粒变小等方面的作用;介绍了LiFePO4掺杂Mn、Ti、Zr改性方面的研究.     

正极材料LiFePO4/C的制备与性能

通过机械活化、高温固相反应,合成了LiFePO4/C复合正极材料.XRD、粒度分布和SEM表明:材料为纯相的橄榄石型,碳包覆使材料的二次颗粒尺寸有所减小.电化学性能测试结果表明:碳包覆能有效降低材料的电化学极化.在2.6～4.5 V的充放电范围内,LiFePO4/C以0.2 C放电的首次可逆容量为135.41 mAh/...     

正极材料LiFe0.5-xMn0.5NixPO4/C的制备与性能

通过机械活化、高温固相反应,合成了正极材料LiFe0.5-xMn0.5NixPO4/C(x=0、0.1)。XRD、SEM分析表明:材料均为纯相的橄榄石型,镍的掺杂使晶胞参数有所减小,并使二次颗粒更小、更均匀。循环伏安测试结果表明:镍的掺杂减轻了材料的电化学反应极化。以0.1C、0.2C、0.5C、1.0C在2.5～4.2 V充放电,LiFe0.4Mn0.5Ni0.1PO4/C的首次可逆放电比容量分别为149.0 mAh/g、145.8 mAh/g、133.1 mAh/g和124.6 mAh/g。     

石墨烯改性LiFePO_4正极材料的研究进展

以石墨烯改性LiFePO4正极材料为主线,从磷酸铁锂/石墨烯复合材料的结构与电化学机制、影响电化学性能的因素和制备方法三个方面综述了石墨烯改性LiFePO4的发展现状和最新研究进展,并对当下存在的问题进行了分析和探讨。利用石墨烯改性LiFePO4可以极大地提高LiFePO4电导率,相比其它传统碳材料,石墨烯由于其独特的结构和优良的电化学性能,将是锂离子电池正极改性材料中最具发展前景的碳活性材料,为LiFePO4在锂动力电池中的应用起到了积极的促进作用。     

高压锂离子电池正极材料LiCoPO4的研究进展

橄榄石结构的LiCoPO4具很高的能量密度、比能量,以及高达4.8V（Li/Li＋）的电压平台,有望成为高电压、高容量的新一代锂离子电池正极材料。本文主要介绍了这种高压锂离子正极材料的晶体结构和反应机理,制备该材料的主要方法,以及针对这种材料电导率低的缺陷,国内外所做的改性研究,并对该材料的未来发展进行了展望。     

第二相碳对LiFePO_4/C正极材料性能的影响

以草酸亚铁为铁源,磷酸二氢锂为锂源,以葡萄糖为第一相碳源,乙炔黑为第二相碳源,两步高温固相法合成碳包覆磷酸铁锂(LiFePO4/C)正极材料,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和显微激光拉曼光谱等分析方法对合成样品的物相、表面形貌及碳结构进行表征,并对样品的恒流充放电性能进行了测试,探讨了乙炔黑的加入对材料电化学性能的影响。结果表明采用二相碳合成的LiFePO4/C材料为纯相磷酸铁锂;碳包覆LiFePO4材料中有石墨结构的有序碳生成,且电子电导率达到6.89×10-5S/cm;具有良好的电化学性能,在0.5 C下放电比容量达到161mAh/g,5 C下放电比容量为122.7 m Ah/g,3 C下循环30次后容量保持率为95.97%。     

4V锂离子电池正极材料研究进展

简述了近年来国内外4V二次锂离子电池正极材料的研究现状和发展方向,列举了该项研究中面临的困难如成本高、充放电寿命短、实际电容量低,难承受大功率放电等,并探讨了目前相应的解决方法如电极材料的改性和改良,工艺过程和产品设计的优化。     

LiFePO4/C正极材料的制备及电化学性能

以甘氨酸为络合剂,蔗糖为碳源,采用溶胶-凝胶法制备了LiFePO4、LiFePO4/C正极材料。利用TG、XRD、SEM测试技术对材料的热稳定性、物相结构、形貌进行表征。结果表明:LiFePO4和LiFePO4/C都具有单一的橄榄石型晶体结构,与纯相LiFePO4相比,LiFePO4/C具有更小的颗粒粒径和更好的电化学性能,以0.1 C、0.5 C倍率放电,首次放电比容量分别为157.5、140.7 mAh/g,循环20次后容量保持为152.4、130.2 mAh/g。     

使用微孔铝集流体的LiFePO4正极的性能

采用直流通断电源,对立方织构大于95%的铝箔进行电解腐蚀,制备表面具有微孔结构的铝集流体。微孔铝集流体与活性物质的结合力增强,降低了界面的阻抗。与光铝箔集流体相比,微孔铝集流体(通电时间为2 s)与LiFePO4组成的正极的首次放电比容量从105.3 mAh/g提高到165.8 mAh/g,高倍率放电性能得到改善。     

LiFePO4/CNT复合正极材料的性能

以柠檬酸为碳源和螯合剂,通过溶胶-凝胶法制备了LiFePO4/碳纳米管(CNT)复合正极材料.XRD和SEM分析表明,材料含有单一的LiFePO4相;CNT将颗粒连接起来,提供了附加的导电通路.以0.2 C、1.0 C和2.0 C充放电,向0.03 mol LiFePO4中加入0.05 g CNT的LiFePO4/CNT材料的比容量分别为135 mAh/g、110 mAh/g和80 mAh/g.     

PAM在锂离子电池正极材料LiFePO4中的应用

利用金相显微镜、SEM、XRD、恒流充放电、电化学阻抗及循环伏安法,研究了分散剂聚丙烯酰胺(PAM)对正极材料LiFePO<,4>性能的影响.往LiFePO<,4>中加入0.1%PAM时,分散性能最好,能抑制活性物质团聚;以0.1 C在2.7～4.2 V循环,正极的首次放电比容量从未添加分散剂时的132.6 mAh/g...     

正极材料LiFePO4研究与产业化的进展

叙述了锂离子电池用磷酸铁锂(LiFePO4)正极材料的主要合成方法,如高温固相法、液相合成法,对碳包覆、金属离子(La+、Sr2+)掺杂和其中可能含有的杂质(Li3PO4、Fe3+)做了概括。介绍了LiFePO4的最新研究进展,论述了LiFePO4的基本生产情况,并对未来的发展进行了展望。     

锂离子电池LiFePO4正极材料电化学性能改进

为了改进LiFeP04材料的电化学性能,以乙炔黑、柠檬酸、蔗糖三种物质作为碳源,采用高温固相法制备了LiFePO4,LiFePO4/C复合正极材料.通过XRD、SEM、CV测试和恒电流充放电等方法研究了材料的结构与电化学性能.测试结果显示,采用蔗糖为碳源制备的LiFePO4/C材料具有最好的充放电性能.在室温和0.2 ...     

LiFePO4正极材料改性研究进展

LiFePO4正极材料具有价格低廉、电化学循环稳定性及热稳定性好的优点,但由于自身的电子电导率、离子传导率较差,限制了其在大功率电池领域的应用。论述了近年来为增大LiFePO4材料的倍率性能而做的改性研究,从表面包覆、锂位掺杂、铁位掺杂、阴离子位掺杂等方面对国内外的发展动态进行了总结。     

LiFePO4/C复合材料中的碳源研究

分别以蔗糖、酚醛树脂、聚丙烯作为碳源,采用高温固相法制备了橄榄石型锂离子电池正极LiFePO4/C复合材料,并考察不同碳源对合成的LiFePO4/C复合材料电化学性能的影响。采用XRD、SEM、拉曼光谱分析、恒电流充放电测试和交流阻抗分析等方法对材料的结构、表面形貌及电化学性能进行了研究。结果表明,以聚丙烯为碳源合成的LiFePO4/C材料具有最佳的电化学性能。0.1C的放电比容量为154.9mAh/g,在2C下的放电比容量达131.3mAh/g,循环30次后容量为130.1mAh/g。     

正极材料磷酸铁锂的复合掺碳改性研究

以正磷酸铁为铁源,以葡萄糖、乙炔黑为碳源,采用碳热还原法合成橄榄石型磷酸铁锂.采用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)及恒流充放电测试仪分别对合成样品的物相、晶胞参数、表面形貌及电性能进行测试与表征.对比分析了单一碳源掺杂与双碳源复合掺杂对材料结构及性能的影响.研究发现,合成的三组样品均为正交晶系的橄榄石型磷酸铁锂.其中双碳复合掺杂样品电性能最高为148.5 mAh/g,倍率放电性能仍具有优势,10 C时容量保持率为88.1%.