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。     

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。     

锂离子电池正极材料LiFePO_4掺杂改性研究进展

橄榄石型LiFePO4是近年发展起来的一种锂离子电池正极材料,但是LiFePO4的电子电导率极低,Li+扩散速度慢,限制了其实用化,其中一种很有效的方法就是在LiFePO4的晶格中掺杂金属离子,使其产生晶格缺陷,促进Li+扩散,改善晶体内部的导电性能。综述了LiFePO4近几年离子在Li(M1)位和Fe(M2)位掺杂的研究进展。     

LiFePO4正极材料充放电模型的研究进展

随着全球能源需求与日俱增,开发新能源已成为各国研究工作的重点.锂离子电池以其工作电压高、体积小、质量轻、比能量高、无记忆效应、污染小、自放电小、循环寿命长等优点成为21世纪的理想能源材料和当前的研发热点.LiFePO4因其电压平台稳定、绿色环保、资源丰富、热稳定性好、安全可靠等优点成为锂离子电池中的佼佼者.关于其充放电机理和模型的探索成为研究的核心问题之一.综述了LiFePO4正极材料的产生、性能特点及其充放电模型的研究进展.     

聚乙烯醇为碳源LiFePO_4正极材料碳包覆研究

以聚乙烯醇(PVA)为碳源,比较一步法和两步法制备LiFePO_4/C正极材料的结构与电化学性能。然后用二步法合成一系列的LiFePO_4/C材料,其中聚乙烯醇的添加量分别为:0%,5%,10%和20%。通过XRD,SEM和恒流充放电等测试方法,研究了PVA添加量对LiFePO_4/C材料结构和电化学性能的影响。结果表明:经XRD和SEM测试发现,制得的材料均为橄榄石型结构,无杂质生成,且不同碳含量对材料的颗粒尺寸有一定的影响。当聚乙烯醇添加量为10%时,LiFePO_4/C材料以0.1 C充放电,放电比容量为155 m Ah/g;0.5 C 100次循环过后,容量保持率高达98%;其在0.1 C、0.5 C、1 C、2 C、5 C和10 C倍率下的放电比容量分别达到155、148、146、140、124和103 m Ah/g,合成的材料表现出良好的综合电化学性能。     

锂离子电池正极材料LiFePO_4的复合改性研究

为了提高LiFePO4的充放电性能,通过高温固相法合成了Li0.98M0.02FePO4/C(M=Cr、W)及Li1.03M0.02Fe0.98PO4/C(M=Zr、Ni)两类橄榄石型正极材料。运用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、能量散射X射线谱(EDX)和电化学测试对合成产物的晶体结构、颗粒形貌和电化学性能进行了表征。结果表明:Li0.98Cr0.02FePO4/C的放电比容量最高达到157.3mAh/g,且多次循环后容量几乎无衰减;在大电流充放电倍率下,材料依然能保持优良的循环性能,Li0.98W0.02FePO4/C首次放电比容量可达130.2mAh/g,10次循环后容量保持率为97%。离子掺杂和碳包覆改性能有效地提高LiFePO4的比容量和循环性能。     

锂离子电池LiFePO_4正极材料发明专利技术的发展

对锂离子电池LiFePO4正极材料的发明专利文献进行了全面检索,综述了其发明专利技术的发展进程,包括材料的诞生、改进及其制备方法等,并对其发展前景进行了展望。     

LiFePO_4正极材料倍率性能改善的研究进展

橄榄石型磷酸铁锂(LFP)作为锂离子电池正极材料,具有良好的电化学性能、平稳的充放电平台、稳定的充放电结构,而且无毒、无污染、安全性能好、循环寿命长、原材料来源广泛。然而由于其本身结构的缺陷,导致其倍率性能低下,这将直接影响该材料在动力汽车市场的应用。改善其倍率性能的方法主要有离子掺杂、表面包覆、合成纳米材料。以这几类改性方法为主线,综述了近年来LFP倍率性能改善的研究进展。     

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.     

二元掺杂对LiFePO_4结构及电化学性能的影响

采用流变相法合成了锂离子电池正极材料LiFePO_4,并对其进行Ga3+和F-离子同时掺杂改性。用X射线衍射光谱法(XRD)、透射电子显微镜法(TEM)等测试手段对改性材料进行表征,并对LiFe_(1-x)Ga_x(PO_4)1-xF_(3x)(x=0,0.02,0.06,0.10,0.14)正极材料进行了电化学性能测试。结果表明:正、负离子同时掺杂后的LiFe_(1-x)Ga_x(PO_4)1-xF_(3x)仍具有橄榄石结构,但能明显地改善LiFePO_4的电化学性能,尤其是改善其倍率性能。当掺杂量x为0.06时,样品LiFe_(0.94)Ga_(0.06)(PO_4)_(0.94)F_(0.18)表现出最优的电化学性能,以0.1 C进行充放电时,初始放电比容量为155 m Ah/g,经100次循环后,仍然保持为147m Ah/g;以1 C进行充放电时,首次放电比容量达到142 m Ah/g,经100次循环后,仍保持为130 m Ah/g。     

正极材料LiFePO4的应用研究

随着锂离子电池在电动汽车、电动自行车等领域的应用,LiFePO4正极材料以其高安全性、长寿命的优点备受关注。从性能参数上分析对比了LiFePO4正极材料的特性,从应用角度讨论了LiFePO4材料在电池生产制造过程中存在的问题,并针对LiFePO4材料技术及电池制作工艺技术提出了改善建议。     

掺杂离子半径对LiFePO_4电化学性能的影响

采用固相反应合成了锂离子电池正极材料LiFe0.99Re0.01PO4(Re=La3+、Er3+、Gd3+、Nd3+)。利用X射线衍射、电化学阻抗谱、恒电流充放等方法对试样的微观结构和电化学性能进行测试。结果表明:掺杂没有改变LiFePO4的晶体结构;离子半径越小,晶格畸变越小,结构越稳定,大电流放电性能较好;Er3+掺杂的试样具有最佳的充放电性能,掺杂试样的电子电导率均提高4￣5个数量级。     

锂离子蓄电池正极材料LiFePO4的改性研究

采用机械化学与高温固相相结合的方法合成了磷酸铁锂复合材料,采用X射线衍射(XRD)对材料进行了表征,重点分析和讨论了复合材料振实密度的影响因素,同时测试了不同掺杂方式所得复合材料的电化学性能。结果表明,采用三价铁源能显著提高复合材料的振实密度;采用碳包覆和金属离子掺杂相结合的方式合成的磷酸铁锂复合材料在室温、1C条件下的放电比容量达到150.2mAh/g。     

高温固相法合成Li0.98M0.02Fe0.99Mg0.01PO4/C及其电化学性能

通过高温固相法合成以Fe2O3为铁源,Li2CO3为锂源,柠檬酸为碳源的Li0.98M0.02Fe0.99Mg0.01PO4/C(M=Al,Ti,V)锂离子电池正极材料,利用了X射线衍射光谱法(XRD)、循环伏安(CV)、电化学阻抗谱(EIS)和恒流充放电等实验方法研究了在铁位固定掺杂摩尔分数为1%的Mg的情况下,变换锂位掺杂金属对产物结构和电化学性能的影响。结果表明,少量金属掺杂后的产物Li0.98M0.02Fe0.99Mg0.01PO4/C其充放电容量和循环性能都比未掺杂的纯相要高。在室温下,Li0.98Al0.02Fe0.99Mg0.01PO4/C材料以0.1倍率放电时,首次比容量达到156 mAh/g,循环几次后达到160.2 mAh/g,循环性能良好,晶胞系数c/a的值与其他掺杂材料相比较高,结晶度好。     

掺杂离子价态对LiFePO4电化学性能的影响

橄榄石型LiFePO4是一种新型锂离子电池正极材料。选取Ga3+、Ti4+、Ta5+和Mo6+在LiFePO4的Fe(M2)位掺杂,以探讨掺杂离子的价态对试样电化学性能的影响。通过X射线衍射(XRD)、电化学阻抗谱(EIS)以及电化学测试表明,掺杂Ti4+的样品具有最好的电化学性能。     

二次煅烧制备LiFePO4/C正极材料及其性能研究

通过高温固相还原FePO4.2 H2O的方法制备橄榄石结构的LiFePO4正极材料,分别采用蔗糖和Fe粉为还原剂,在二次煅烧的工艺下考察不同温度及煅烧时间等因素对材料电化学性能的影响,得出最佳工艺组合。结果表明Fe粉为还原剂性能优越,在700℃煅烧8 h得到的样品最佳,X射线衍射光谱法(XRD)和扫描探针显微镜(SEM)的测试也显示在该工艺下合成样品具有较好的晶体结构。同时两种方法合成的样品在0.05 C时的最大放电比容量分别达到152 mAh/g和156 mAh/g,且具有良好的循环稳定性。     

LiFePO4-LiMn2O4混合正极材料对电池性能的影响

通过微波反应合成具有亚微米尺寸的LiFePO4/C复合材料,并将LiFePO4/C和通过高温固相法合成的LiMn2O4按照一定的质量比均匀混合用作锂离子电池正极材料.电池充放电测试表明电池的循环性能随着LiFePO4量的增加逐渐变好,当LiFePO4与LiMn2O4的质量比在3∶2时电池具有较好的循环性能和较高的比功率.交流阻抗测试表明二者混合试用可以有效地降低电极过程的电荷传递电阻.最后分析了循环性能提高的原因.