关键词： 功率型   磷酸铁锂   锂离子电池   形貌控制  

摘要： 随着电动汽车和武器装备的发展,对功率型锂离子电池的需求越来越迫切,不断改善和提高正极材料的高倍率放电性能,成为当前国内外学者的研究重点。以磷酸铁锂正极材料为切入点,介绍了磷酸铁锂的结构特点与脱嵌锂机理及制备方法,分析了其作为功率型锂离子电池正极材料的优势与不足,并从研究的角度综述了其改性进展,指出了各改性方法存在的问题,着重从形貌控制的角度阐述了其原理与国内外研究情况,展望了功率型磷酸铁锂锂离子电池的发展趋势和应用前景。

关键词： 磷酸铁锂   复合掺杂   倍率性能   动力电池   储能电池  

摘要： 在氮气气氛下采用高温固相方法,合成了Mg、Ti离子复合掺杂改性的锂离子电池正极材料(Li0.98Mg0.01)(Fe0.98Ti0.01)PO4/C,并通过粉末X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和充放电循环对材料进行性能表征.测试结果表明,复合离子掺杂可显著改善材料的电化学性能,模拟电池在0.2C和1C倍率下的放电比容量分别为154.7和146.9mAh·g-1.以此复合掺杂样品为正极材料组装60Ah动力电池,其3C倍率放电容量仍保持为1C倍率放电容量的100%;低温0和-20℃测试条件下,动力电池放电容量分别保持为常温初始放电容量的89.7%和63.1%;在常温1C/1C充放电条件下,经过2000次循环后,电池容量依然保持为初始放电容量的89%,显示出优良的倍率放电性能和循环性能.研究结果表明,Mg、Ti离子复合掺杂改性的磷酸铁锂正极材料及其电池具有优良的放电性能和循环稳定性,可广泛应用于电动(或混合动力)汽车和储能电池系统.

关键词： 磷酸铁锂   制备过程   氧化过程   X射线衍射   差热分析  

摘要： 采用XRD测试技术对不同煅烧温度下所得的LiFePO4/C(LFP/C)产物和不同温度氧化处理LFP/C的产物进行了研究,并结合差热分析(DTA)对含碳LFP前驱体和700℃煅烧制备的LFP/C样品的测试结果,研究了LFP/C的制备过程和LFP/C在空气气氛下的氧化过程。实验结果表明,含碳LFP前驱体在350～400℃区间完全分解。当煅烧温度提升至400℃时,含碳LFP前驱体分解产生的FeO、Li4P2O7和H4P2O7反应生成LFP。当煅烧温度升至600℃时可得到无杂相的LFP。进一步提高反应温度有利于LFP结晶度的提高。LFP的最佳煅烧温度应控制在700℃左右。LFP/C样品中的LFP在250～550℃区间被氧化为β-Li3Fe2(PO4)3和α-Fe2O3。LFP/C样品中的碳在750℃时被完全氧化。从提高实验准确度考虑,采用热重法对LFP/C进行碳含量测定时应尽可能将测试温度覆盖到750℃。

关键词： 连续合成   磷酸铁锂   纳米颗粒   超临界水  

摘要： 建立了超临界水快速连续合成磷酸铁锂纳米颗粒的工艺。研究了反应物浓度、反应温度和反应压力等因素对磷酸铁锂颗粒的大小、结晶度和形貌的影响并解释了相关机理,采用扫描电镜(SEM)、动态光散射(DLS)粒度分析和X射线衍射(XRD)等手段表征了目标产物的颗粒大小、形貌和结晶度。结果表明,在所研究的过程参数范围内,均获得了纳米尺度的磷酸铁锂。在超临界范围内,提高反应温度会使颗粒尺寸变大,但粒度分布更加均匀;预热温度对磷酸铁锂的结晶度有明显的影响,升高预热温度有利于提高磷酸铁锂纳米颗粒的结晶度;较高的反应压力、较低的反应物浓度有利于得到更小的纳米颗粒。在反应温度为380℃、预热温度为405℃、反应压力为27 MPa、二价铁离子浓度为0.015 mol/L条件下,获得了平均粒度为105 nm的高结晶度、橄榄石状的球形磷酸铁锂颗粒。

关键词： Lithium iron phosphate (LiFePO4)   Three-dimensional porous current collector   High-rate performance  

摘要： Three-dimensional (3D) porous current collector was introduced to improve the high-rate performance of the cells based on lithium iron phosphate (LiFePO4). The 3D porous current collector was prepared by plating aluminium on the foam-type nickel substrate. The cells using the 3D porous current collector exhibited a superior high-rate performance as compared to the cells with conventional aluminum foil current collector. The results of EIS test indicated that the application of 3D porous current collector dramatically decreased the charge-transfer resistances for the positive electrode, owing to the large effective contact area between the active material particles and the current collector.

关键词： 磷酸铁锂   碳热法   碳源   电化学性能  

摘要： 以廉价的Fe2O3为铁源,(NH4)H2PO4为磷源,Li2CO3为锂源,分别以乙炔黑、葡萄糖、PEG6000为还原剂和碳源,采用碳热还原法制备了LiFePO4/C复合材料。X射线衍射(XRD)分析表明用三种碳源都合成了橄榄石结构的LiFePO4。扫描电子显微镜(SEM)分析显示,以PEG6000为碳源合成的LiFePO4/C复合材料粒径较小,较均匀,且有较好的碳包覆。以充放电曲线、循环性能和交流阻抗等测试研究了材料的电化学性能,结果表明,以PEG6000为碳源合成的材料的电化学性能较好,0.1C、1C下首次放点比容量分别为144.7 mAh/g、132 mAh/g。

关键词： 锂离子电池   正极材料   LiFePO4/C   低成本碳热还原法  

摘要： 磷酸铁锂作为动力锂离子电池的正极材料的首选,正逐渐走向市场.以廉价的Li_3PO_4,FePO_4,Fe粉为原料,一步合成了LiFePO_4/C正极材料,系统研究了葡萄糖、蔗糖和柠檬酸三种不同的碳源对磷酸铁锂性能的影响.采用TG-DTA,XRD,SEM,TEM等手段对产物进行了表征,并研究了其电化学性能.实验结果表明,以葡萄糖为碳源的LiFePO_4/C性能最好,样品颗粒呈球形,表面光滑,分散性好,颗粒表面包覆有2 nm厚的石墨碳层,颗粒之间有碳纤维连接.该样品在0.1 C充放电时首周放电容量达到162.1 mAh/g,20周之后仍然保持在155 mAh/g,显示出良好的循环性能.

关键词： 新材料产业   纳米材料   规模化生产   磷酸铁锂   应用   材料科技   市场前景   信息化  

摘要： 在工业和信息化部刚刚发布的《新材料产业“十二五”发展规划》（以下简称“《规划》”）中，纳米材料被列为前沿新材料之一，代表了新材料科技的发展方向，具有重要的引领作用和未来广阔的市场前景。

关键词： 锂离子电池   正极材料   磷酸铁锂   均一性   机械活化   固相烧结   电性能  

摘要： 采用湿法机械活化混料、喷雾干燥、固相烧结法制备了磷酸铁锂。实验结果表明,在合适的球料比、液固比下,经过3 h机械活化的物料烧结后,产品的0.2C首次放电容量为151.8 mAh/g,30次循环衰减为0.80%,明显优于干法混料产品的电性能。

关键词： 磷酸铁锂   锂离子扩散系数   恒电位阶跃   循环性能  

摘要： 通过碳热还原法制备了磷酸铁锂正极材料,并采用恒电位阶跃法测定了磷酸铁锂正极材料在不同电位和循环次数下的锂离子扩散系数,通过XRD对循环前后磷酸铁锂材料的晶体结构进行了表征,并对磷酸铁锂材料的失效模式进行了简单的分析。结果表明:LiFePO4在充放电过程中锂离子扩散系数随Li含量的增大,呈现先增大后略微降低的规律。随着充放电循环次数的增多,LiFePO4中Li+的固相扩散系数值明显下降。