关键词： 半导体企业   项目管理   投资机会   评价指标  

摘要： UPS(不间断电源系统)是一种可以在断电时为设备供电、或者当市电电压波动时为设备提供符合要求的、稳定的交流输入，保证负载的正常运行的系统，被广泛应用于计算机网络、数据中心、制造业等。UPS系统所配备的后备电池，长期以铅酸电池为主。近年来，随着磷酸铁锂电池技术的成熟，已开始有应用在一些长时间、大容量的UPS系统上，但是对于以半导体制造及封测为代表的、对电能质量要求更高的高端制造工业用UPS系统，还是以铅酸为主。正因为如此，分析在该行业投资机会尤其重要。　　本论文从半导体制造及封测市场的行业中UPS使用，分析了磷酸铁锂电池组的市场容量，并且与传统铅酸电池做了比较。通过磷酸铁锂电池组的技术分析，以搭配825KVA UPS为例，分析了替代铅酸的可行性，并且从能量密度、倍率性能、循环寿命、环保性等多维度与铅酸比较，分析出锂电池组的先进性。运用波特五力分析原理，从供应商、客户、新进入者、同业竞争和潜在替代品分析五个方面对于投资机会进行分析。最后从目标市场、技术水平、竞争力状态、环境政策等四个维度对投资机会进行评价。

关键词： 磷酸铁锂电池   通信基站   电池管理系统   使用场景   使用方式  

摘要： 基于“节能减排”这一国策,移动通信行业从2009起开始了磷酸铁锂电池的试点研究及规模化的商业应用。磷酸铁锂电池在通信基站中不能只是简单地替换掉铅酸电池,应根据铁锂电池的工作特性,有针对性地选择适用场景、优化开关电源参数设置以配合BMS共同管理蓄电池、了解其日常维护的特点等,最大化地发挥铁锂电池的优势。还要结合投资情况,选择适当的使用方式。本论文首先对磷酸铁锂电池的工作原理、基本特点、工作性能等进行阐述;其次对比了磷酸铁锂电池与铅酸蓄电池的优缺点,在此基础上总结磷酸铁锂电池的使用方式与使用场景,结合实际案例论证其在通信基站中广泛的适用性。再次结合实际应用经验,对磷酸铁锂电池在现网使用中存在的问题进行分析、总结,并给出一定的改进建议。最后结合行业特点,分析了磷酸铁锂电池在通信行业的发展趋势。本论文的主要目的和意义在于通过了解磷酸铁锂电池的工作特性,明确其优缺点,一方面解决目前基站中使用的主流电池,即阀控式密封铅酸蓄电池在多年使用、维护中暴露的环境污染、高低温瓶颈、实际寿命短等比较突出的问题;另一方面,铁锂电池某些特点也更加符合4G/5G网络的建设特点:如大量分布式站点、无机房站点等,其推广使用对于保障网络安全是有积极作用的。论文的最终目的,是明确如何在移动通信基站中安全可靠地使用磷酸铁锂电池。

关键词： 电动汽车   动力电池   磷酸铁锂   优化设计  

摘要： 目前随着工业文明的发展，城市大气污染程度越来越严重，电动汽车、新能源汽车的应用是解决城市汽车尾气污染的重要手段之一，动力电池是电动汽车的重要动力来源。汽车电池对高能量密度、高功率、长寿命、高安全性等性能的要求越来急迫，大容量磷酸铁锂(LiFePO4)电池以长寿命、安全性优异、能量密度高成为了纯电动大巴车、能储能电站、特种重型机械使用的动力电池系统的单体电池材料的首选。　　本文实现了一款LiFePO4动力电池设计方案和工艺研究，具体内容如下：　　(1)对不同体系的材料进行分析，采用磷酸铁锂-石墨材料体系进行动力电池设计，正极采用台湾立凯公司LiFePO4，负极采用上海杉杉公司人工石墨，隔膜选用美国Celgard公司PP-PE-PP三层复合隔膜。电解液、电池壳、其他辅料采用常规电池材料。电池实际容量57A h，实现论文预期目标，完成了电池设计过程。　　(2)论文研究过程中，采用有限元仿真手段，对比卷绕结构和叠片结构对极片内部电流密度、电势分布的影响，定性仿真表明，叠片设计优化了电流密度分布和电势分布，降低了欧姆极化，有利于电池性能的发挥。　　(3)采用了单因子实验手段，对正极碾压密度、注液量、预化成参数进行了优化，实验结果表明，碾压密度为2.2g cm-3，注液量为300g，预化成采用0.1C~0.3C~0.5C阶梯充电技术，可以在保证电池放电容量、循环寿命的前提下降低电池成本，提高生产效率。研究过程中根据设计方案和工艺优化结果进行了小批量试生产，生产综合收率68.79%，后续通过优化生产过程中工艺参数和质量控制点，可以逐步在量产中提高生产收率。　　(4)论文最后对单体电池性能指标进行了测试验证，验证结果为电池容量均值57A h，内阻1.4mΩ，高温存储容量恢复比例96.5%，低温-20℃、-40℃放电容量比例59.4%、49.5%，放电、充电峰值功率分别≥1200W、780W，2C持续放电容量比例98%，小批量样品电池充放电电流1C循环700次后剩余容量是初始容量的94.9%。过充电、150℃加热、常温短路、满电穿刺等安全测试结果符合国家强检标准。电池倍率测试、低温测试、功率测试、循环寿命等测试数据验证了叠片设计对电池内阻降低的贡献，同时验证了有限元分析的结果正确性，对后续在电池设计和优化中引入有限元分析手段有重要意义。

关键词： 电动汽车   磷酸铁锂电池   电池管理系统   均衡电路  

摘要： 随着时代的发展,电动汽车由于能量来源是电能、没有污染等优点,必然成为未来汽车行业发展的主流。动力电池为电动汽车提供能量,通过对几种常见电池性能进行对比,磷酸铁锂电池凭借其优越的性能成为目前最适合作为电动汽车的动力电池的电池。为了防止电池在工作过程中出现过压、过流、过热等危险的状况,设计电池管理系统实时的监测电池的状态;并设计均衡电路,实时的对电池进行均衡,减小电池间的差异,这对电池组的容量的提升和使用寿命的延长都有积极的意义。电池SOC的估测是电池管理系统的一项重要功能,通过对几种经典的SOC估测方法进行对比,确定了本文采用的方案---修正的开路电压法与修正的安时积分法二者结合的方案;并进行了实验,根据实验数据拟合出了修正方案中的函数关系式。本文以TMS320F28335型号的DSP处理器为核心设计了电池管理系统方案,并设计了电池电压采样电路、电流采样电路和温度采样电路,还设计了基于相邻电池能量转移的非能耗型的均衡电路。在软件系统设计中,基于CCSv4软件开发环境,采用模块化的设计思想,将整个软件系统拆分成多个独立的子模块分别进行设计,包括:主程序模块、数据采样模块、SOC估测模块、电池均衡模块。最后,进行了仿真和实验的验证。首先对均衡电路进行MATLAB仿真,结果表明,均衡方案合理,实现了预期的功能;接着,进行了实验,包括:电压采样实验、电流采样实验、温度采样实验、电池SOC估测实验,采用了对比的方法,结果表明各个采样电路功能均实现,SOC的估测精度也在设计范围之内。

关键词： 石墨烯   磷酸铁锂   锂离子电池   放电比容量   循环性能  

摘要： 本文以改善磷酸铁锂电子电导率和提高材料结构稳定性及使用安全性为目标,利用水热法制备出一种形貌均匀、粒度均一的棒状磷酸铁锂正极材料,并对其进行改性研究。通过控制因素法确定水热法制备LiFePO4最优工艺条件,并利用两步化学氧化法制备的氧化石墨烯对LiFePO4形貌、性能进一步优化,得到LiFePO4/C+RGO复合材料。在LiFePO4/C+RGO复合材料的基础上分别利用乙醛还原银氨溶液原位自组装法以及化学原位沉积结合高温处理制备三维导电网络改性的LiFePO4/(C+RGO)/Ag-NCs和CuO原位包覆改性的LiFePO4/(C+RGO)/CuO复合材料。利用XRD、UV-VIS、SEM、TEM、电化学工作站、蓝电电池测试系统、电池安全性测试系统对材料和材料制成的电池进行测试。具体总结如下:(1)以LiOH·H2O、FeSO4·7H2O和H3PO4为原料,葡萄糖为还原剂和碳源,水热法并高温烧结处理制备了形貌均匀、粒度均一的磷酸铁锂正极材料。通过控制因素法确定了最佳的制备工艺条件。以此为基础,原位包覆石墨烯得到了改性的LiFePO4/C+RGO复合材料。材料表征和电化学测试表明制备LiFePO4/C+RGO复合材料具有晶型完美的纯相橄榄石型结构,微观形貌为长500nm左右,宽约200nm的棒状,分散均匀,大小均一。0.2C倍率下首次放电比容量为149.9mAh·g-1,1C倍率下循环100次容量保持94.2%。(2)在LiFePO4/C+RGO复合材料的基础上,采用乙醛还原银氨溶液原位自组装的方法制备了 Ag-NCs与RGO构建3D导电网络改性的LiFePO4/(C+RGO)/Ag-NCs复合材料。分析表明,改性材料没有改变活性物质的晶型结构。银氨溶液被还原并自组装成宽约50nm、连续的银纳米链,与原位包覆的石墨烯一起构建成稳定连续的三维导电网络。性能分析表明,改性后的复合材料电化学性能得到明显优化,导电性显著增强,极化作用减弱,放电比容量、循环性能和倍率性能均得到大幅提升。(3)为增强材料的结构稳定性,提升材料循环性能,采用化学原位沉积法结合高温处理在LiFePO4/C+RGO材料表面原位包覆CuO颗粒。CuO能够抑制电极材料在锂离子扩散过程中C轴膨胀转变所产生的应力形成零应力材料,并且能够一定程度上抑制电解液对活性物质的腐蚀和修复碳材料包覆的不连续性。物相、形貌分析表明,改性材料没有改变活性物质的晶型结构。充放电测试分析发现材料的电化学性能尤其是高倍率性能和循环性能得到明显提升。对复合材料制作的锂离子电池进行安全性能测试,结果显示电池均未出现漏液、着火或爆炸现象,改性后的复合材料的稳定性和安全性符合要求。

关键词： 锂离子电池   正极材料   磷酸铁锂   硅酸铁锂   制备工艺   电化学性能  

摘要： 锂离子电池目前己得到广泛的商业应用，制约其进一步商业化发展的主要因素是成本和安全，正极材料作为锂离子电池的重要组成部分，开发与研制出低廉的材料成本和安全的材料性能是当今锂离子电池正极材料的研究和发展趋势之一。聚阴离子型铁系正极材料中为代表的LiFePO4与Li2FeSiO4两种材料以其具有资源丰富，环境友好，安全性好、循环更稳定等优点而引起人们的广泛关注。但LiFePO4与Li2FeSiO4均因其结构的特性本身为半导体材料，故其存在电导率低，电极过程受锂离子扩&控制而导致材料的倍率性能不好等问题。因此本文选择聚阴离子型铁系LiFePO4与Li2FeSiO4正极材料为研究对象，从制备方法设计出发，分析晶粒的生长过程与机理研究，达到对形貌与粒度的改善，在通过碳包覆等研究，提高材料的导电率与电化学性能，并为此开展系列研究工作。　　一、以水热合成的方法制备LiFePO/C材料，使得液相的原料在高温高压的临界状态合成具有特殊形貌的纳米级LiFePO4/C材料，制备出纯相的正交晶系pnma空间群橄榄石结构LiFePO4材料。在采用抗坏血酸作为抗氧化剂和表面活性剂的作用下可有效改善LiFePO4正极材料的形貌，制备出的LiFePO4材料由板状纳米颗粒组合而成规则的梭形结构，并且在板状的结构表面包覆有一层碳膜，颗粒形貌基本一致，粒度均匀。在水热工艺的基础上得到前驱体溶液后，再进行喷雾干燥的球形化造粒处理，喷雾工艺的造粒作用使得梭状的LiFePO4颗粒在干燥过程中聚集成为了多孔的球形形貌。探究了颗粒形貌的形成过程及机理，发现在适当的浓度下得到的材料具有较好的电化学性能表现，多孔球形LiFePO4/C材料的电化学性能测试表明，球形造粒作用后的材料性能得到了明显的提高。分析原因为适当的浓度进行喷雾造粒作用可得到较为规整材料形貌，良好的多孔球状结构有利于电解液的浸润，同时增加了颗粒间的比表面积，纳米尺寸的板状结构也有利于提高材料的表面活性，减小锂离子的脱嵌距离，从而有利于锂离子在充放电过程中的迁移，提高了锂离子扩散系数，使其具有较好的电化学性能。　　二、采用共沉淀的工艺路线成功的制备出了LiFePO4前驱体材料，合成了纯相珊瑚状LiFePO4材料，该材料颗粒表面光滑、形貌较为一致，粒径分布均匀在400nm左右。研究了以葡萄糖为碳源的碳包覆工艺，结果显示葡萄糖的加入并没有影响LiFePO4/C材料的结构，颗粒的表面均匀的包覆一层碳膜，适当的葡萄糖加入量可以起到细化晶粒，提高材料导电率及电化学性能的作用。后通过喷雾工艺的引入得到一种形貌均一球形颗粒LiFePO4/C材料，结果显示在适当的喷雾浓度条件下，得到的球形前驱体颗粒通过后续的热处理可以得到微纳米级珊瑚状多孔球形LiFePO4/C材料，当保温时间为2h时，LiFePO4/C材料的电学性能较好，其锂离子扩散系数最大（8.285×10-13cm2/s），良好的性能是源于这种多孔球形形貌是由细小的初级颗粒堆积而成。通过喷雾工艺得到的球形前驱体材料在热处理过程中可以大幅度缩短热处理时间，得到的LiFePO4/C材料的初生颗粒呈100μm微米级珊瑚状形貌，这种细化晶粒同样可以增加材料的孔隙率，这些孔隙大大增加了活性物质与电解液的浸润效果，缩短了锂离子的扩散路径，将会有效提高材料的电学性能。　　三、创新出通过TEOS的水解缩合反应与草酸亚铁的共沉淀工艺成功的制备出了Li2FeSiO4前驱体材料的方法。通过SEM测试分析发现制备出的Li2FeSiO4前驱体材料中SiO2为球形形貌，粒径大小分布均匀一致，粒径大小约为400nm~500nm，后续生成的草酸亚铁的沉淀被SiO2均匀的包覆，加入碳酸锂后，得到了含有二氧化硅、草酸亚铁及碳酸锂，并且分布均匀的前驱体材料。经过对前驱体材料的热重分析，研究结果显示800℃条件下合成了纯相的正交晶系结构Li2FeSiO4正极材料。通过对热处理保温时间的进一步研究，利用共沉淀工艺得到的前驱体在800℃条件下保温8h后得到了具有球形形貌特征的Li2FeSiO4正极材料。通过对共沉淀工艺过程加入有机和无机碳源，并在后续的热处理过程中的多元碳复合形成Li2FeSiO4/C/SP，研究得出有机碳源在热处理过程中发生分解反应，会在颗粒的表面形成约10nm的碳薄膜，这种薄膜可以有效提高Li2FeSiO4颗粒的导电性能，适当的无机Super P导电炭黑的加入可以使得材料颗粒在晶体生长的过程中抑制生产与晶体间的连接，形成的颗粒形貌规则统一，粒径均匀分布，结果显示该正极材料晶体颗粒形貌呈良好完整的球形形貌，形貌特征一致，粒度均匀，粒度在500nm~600nm之间，并且在颗粒表面和间隙中填充Super P材料构成了两种碳源复合的球形Li2FeSiO4/C/SP结构。并揭示了Li2FeSiO4/C/SP

关键词： 锂离子电池   磷酸铁锂   振实密度   电极制备工艺  

摘要： 锂离子电池作为21世纪动力来源之一,在新能源汽车领域得到广泛运用。其中磷酸铁锂电池因其高安全性及循环稳定性得到青睐,但由于低振实密度、低电子电导率及离子传递速率限制其使用。目前对于磷酸铁锂电池研究主要从电极材料的合成方法和改性手段着手,但关于电极制备工艺研究鲜有报道,因此对电极片制备工艺的探索具有重要的工程化现实意义。本文以磷酸铁锂为正极材料,对电极制备过程中的颗粒性能、浆料混合、极片涂布等工艺进行研究。考察材料颗粒分布对于振实密度影响,并利用简单颗粒级配提高振实密度,从而增加体积能量密度。实验选取三种D50分别为1.5、4和7 μm的商业磷酸铁锂为原料,按小颗粒与大颗粒的质量比3:7进行两两级配,结果表明级配后材料振实密度均高于单一粒径材料。1.5 μm和4 μm的颗粒级配材料的振实密度提升至1.37 g/cm3,其在1 C下循环50圈的平均体积能量密度高达151.2 mAh/cm3。相对于单一粒径1.5μm和4 μm分别提高了 13.8%和8.5%的体积能量密度。在该级配材料的基础上探究了不同级配质量比的影响,发现在1:3的级配条件下能得到1.40 g/cm3的振实密度,同时平均体积能量密度达153.9 mAh/cm3。研究浆料制备过程中的混合顺序和固含量对于电极性能的影响,发现改变混合顺序和提高固含量能有效提升电池的电化学性能。实验中极片采用半干混的混合顺序,即先将活性材料和导电剂预先混合再分散于粘结剂溶液中,能够获得较高电化学性能。在1 C下能够获得136.4 mAh/g的首次放电比容量,平均首次库伦效率可达95.1%。而当固含量提升至35%时,循环1 0圈的平均比容量能为132.5 mAh/g,锂离子表观扩散速率为10.19×10-13 cm2/s。探究极片涂布厚度和压实压力对于电化学性能影响,结果发现当涂覆湿膜厚度为120 μm时,能够获得较好电化学性能,1 C的充放电倍率下,首次放电比容量可达145.8 mAh/g,锂离子表观扩散系数是1.76×10-12 cm2/s。同时考察了压实压力对电极性能的影响,压实压力为6～8 MPa时,能够获得较高电化学比容量。在1 C的倍率下,90 μm极片经6 MPa压实后的首次放电比容量为133 mAh/g。

关键词： 电池级磷酸铁   沉淀法   旋转蒸发器   液相法   磷酸铁锂  

摘要： 随着化石能源的枯竭,国际原油、天然气等一次能源价格的上涨,锂电池在电动汽车及储能材料领域的成熟应用,加上国家产业政策的大力支持,高安全性、高可靠性、绿色环保的磷酸铁锂储能材料的需求日益攀升。目前合成磷酸铁锂的铁源主要有三种,分别是草酸亚铁、三氧化二铁及磷酸铁。前两种铁源不具有骨架作用,合成工艺也相对简单,其稳定性问题是业界最为担心的问题。而后者——磷酸铁的骨架作用,对合成产品磷酸铁锂的性能上体现得尤为明显。本文首先以铁粉和磷酸为原料,研究了沉淀法制备电池级磷酸铁的过程。通过分析水溶液中磷酸根的存在形式,结合溶度积规则得出制备磷酸铁时的最佳p H,并建立了扩散模型。其次考查了反应条件对产品磷酸铁品质的影响,得出磷酸铁的最佳合成工艺条件为:反应温度70℃,反应时间为1h,H2O2过量10%,H2O2滴加时间为60min,烧结温度为550℃。进一步研究了磷酸浓度、溶解时间、溶解温度及摩尔投料比对铁粉溶出率的影响,得出铁粉溶解的最佳工艺条件为:VH3PO4/V_水=1:4,n Fe/n H3PO4=1:3,溶解温度为60℃,溶解时间为1h。最后提出了一种液相法制备磷酸铁锂前驱体的方法,考查了固液比、温度、CO2流速,时间对碳酸锂氢化效果的影响,得出碳酸锂氢化的最佳工艺条件为:固液比为1:25,温度为25℃,CO2的流速为3L/min,时间为40min,所制备的前驱体添加碳源烧结后得到Li Fe PO4/C,电化学测试结果表明液相法路线得到的样品循环性能较好,0.2C下首次放电容量为143m Ah·g-1。

关键词： 磷酸铁锂电池   SOC   宽温度范围   核极限学习机   无迹卡尔曼滤波  

摘要： 动力电池作为电动汽车的动力源,对整车动力性和安全性有着重要影响。磷酸铁锂电池凭借自身优良的性能成为动力电池的主要选择。电池荷电状态（SOC）的准确估算,能显著提高电池的使用效率,防止出现过充或者过放行为,有效延长电池的使用寿命。电池SOC不能直接测量,且受温度影响较大,本文针对宽温度范围的SOC准确估算做了以下几个方面的研究:首先,分析磷酸铁锂电池的结构和原理,通过APR18650电池的特性实验对其电压特性、容量特性、温度特性和循环特性进行定量分析,结合温度特性提出考虑温度影响的SOC定义。对比分析各类SOC估算方法优缺点,选择核极限学习机（KELM）与无迹卡尔曼滤波（UKF）融合的方法对宽温度范围的磷酸铁锂电池SOC进行估算。其次,分析了KELM的结构和学习方法,建立KELM模型估算SOC。通过不同温度下的DST放电实验获取训练数据,对训练数据进行抽样提取和归一化处理。通过试探法确定KELM模型的输入向量结构,利用遗传算法对KELM模型参数进行寻优。在MATLAB上对KELM模型进行训练,分别用-10℃50℃温度范围下的US06工况和FUDS工况放电数据验证KELM模型估算电池SOC的可行性。结果表明,KELM模型对不同温度下的SOC估算精度整体较高,均方根误差不超过4%,但在部分时刻SOC估算值存在较大波动,最大误差超过10%。最后,为了减小SOC估算值的波动,降低最大误差,将UKF与KELM模型结合,利用安时法构建状态方程,KELM模型构建测量方程,建立KELM-UKF模型对SOC进行最优估算。结果表明,相比于KELM模型,KELM-UKF模型对-10℃50℃温度范围内的FUDS工况和US06工况下的电池SOC的估算均方根误差和最大误差都明显减小,分别在2.5%和4%以下,有效提高了SOC的估算精度。本文所提出的KELM-UKF模型可以实现-10℃50℃范围的磷酸铁锂电池SOC的准确估算,为电池管理系统提供可靠数据,对宽温度范围的锂电池SOC估算具有一定理论指导与实践应用价值。

关键词： 磷酸铁锂   离子液体   锂电池   碳包覆  

摘要： 本文通过分析Li FePO4（LFP）电极材料的合成方法对其性能的影响,对传统的方法进行改进,通过以离子液体1-乙烯基-3-乙基咪唑双三氟甲烷黄酰亚胺盐[VEIm]NTf2作为碳源,采用水热法合成Li FePO4/C（LFP/C）电极材料。分别对所得材料进行物相表征,通过髙分辨率电镜对材料的形态进行检测。最后研究了材料的电化学性能。由于离子液体[VEIm]NTf2优异的润湿性能,使得碳膜紧密结合在LFP颗粒表面,在LFP表面增加了电子传输路径,不但提高了LFP的电导率,而且薄膜抑制了LFP颗粒的生长。因此,缩短了锂离子在材料晶格内嵌入和脱出的路径,从而提升了LFP电极材料的倍率性能。离子液体碳源1-乙烯基-3-乙基咪唑双三氟甲烷黄酰亚胺盐水热合成的LFP/C电极材料显著的提高了其可逆性能,循环稳定性,倍率性能和充放电比容量。改性的LiFePO4电极材料性能提升可归因于紧密结合的碳膜抑制了LFP颗粒的生长,提高了LFP电极材料电子电导率和离子电导率,从而改善了LFP电极材料的电化学性能。这些结果表明,离子液体[VEIm]NTf2不仅可以作为锂电池电极材料的优良碳源,而且还具备广泛应用工业化生产的潜力。以不同离子液体1-丁基-3-甲基咪唑二腈铵盐和葡萄糖作为碳源,采用水热法原位包覆合成LiFePO4/C电极材料（炭化样品分别命名为LFP/IAC和LFP/GAC电极材料）。分别对所得材料进行物相表征,包括X射线衍射、红外光谱、拉曼光谱、扫描电镜和透射电镜。结果表明,碳源对LFP颗粒无影响,但对包覆的碳膜产生显著影响,碳源能产生1-2nm的超薄碳膜,这在以前很少有报道。为了比较LFP/IAC和LFP/GAC电极材料的电化学性能,把电极材料组装成扣式半电池进行电化学性能的测试。与LFP/GAC电极材料相比LFP/IAC电极材料具有优异的可逆性和循环稳定性,在0.1C倍率下50次充放电循环后的放电比容量仍为160.6mAh·g-1（衰减率仅1.47%）,在1C倍率下50次充放电循环后的放电比容量为143.6mAh·g-1,这比LFP/GAC电极材料的性能更好。LFP/IAC电极材料优异的电化学性能可以归因于特殊的碳膜结构,缩短了锂离子在LFP颗粒嵌入和脱出的路径。这些结果表明,离子液体1-丁基-3-甲基咪唑二腈铵盐是更适合于原位包覆LFP材料的碳源。以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[BMIm][BF4]作为碳源,采用水热法合成LFP/C电极材料。分别对所得材料进行物相表征,包括X射线衍射、透射电镜和拉曼光谱等。结果表明,LFP和LFP/C电极材料结晶度好且纯度高,氟硼共掺杂碳膜来自离子液体[BMIm][BF4]的碳化,仅有3-5nm厚。与LFP电极材料相比LFP/C电极材料具有优异的倍率性能,在5C倍率下首次放电比容量仍高达123.9mAh·g-1,在0.1C倍率下40次充放电循环后的放电比容量为160mAh·g-1,这远好于LFP电极材料的性能。LFP/C电极材料优异的电化学性能是由于氟掺杂的碳层可以有效地提高材料的倍率性能和循环性能,此外氟掺杂还可以抑制LFP晶体的生长,缩短了锂离子在LFP电极材料晶格内迁移路径从而提高电极材料的电导率。另一方面,硼掺杂通过增加电子和空穴载流子迁移率来提高碳的电导率。这些结果表明,离子液体[BMIm][BF4]可以提供氟源和硼源有效改善Li FePO4电极材料的电化学性能。