关键词： 锂离子电池   正极材料   磷酸铁锂   掺杂  

摘要： 为改善磷酸铁锂的电化学性能,采用掺杂金属离子的方法,通过高温固相反应合成了一系列Li1-xMxFePO4(M=Mg2+、Al3+、Cr3+)掺杂复合试样,利用XRD、恒电流充放电等方法研究了金属阳离子的种类和用量对材料的晶体结构以及电化学性能的影响.结果表明,煅烧温度、掺杂元素的种类和用量对复合试样电化学性能均有较大影响,在煅烧温度为700℃下所得Li0.98Al0.02FePO4复合试样的电化学性能最佳.

关键词： 磷酸铁锂   稀土   铈掺杂   正极材料   锂离子电池  

摘要： 利用固相法合成了Ce3+掺杂的Li1-xCexFePO4正极材料。研究结果表明:少量Ce3+掺杂未影响到LiFePO4的晶体结构,但显著改变了粉体的微观形貌,降低颗粒粒径至纳米级,改善了可逆容量和循环性能,得到最佳配比的正极材料Li0.9975Ce0.0025FePO4,在0.1C的充放电速率下,其初始可逆放电容量达到116mAh/g。引入稀土离子是提高磷酸铁锂新型锂离子正极材料电化学性能的有效方法。

关键词： 充电速度   锂电池   材料表面处理技术   美国麻省理工学院   锂离子电池   研究人员   磷酸铁锂   纳米级  

摘要： 美国麻省理工学院研究人员发明了一项充电材料表面处理技术,采用新技术的锂离子电池可在10s内完成充电。 一块锂电池完成充电般需要6min或更长的时间。但传统的磷酸铁锂材料在经过表面处理,生成纳米级沟槽后,可将电池的充电速度提升36倍。

关键词： 磷化合物   电池材料   磷酸铁锂   锂铁氧氮  

摘要： 化学电池正从过去的一次性电池加紧向可循环使用的环境友好型、无公害的电池方向发展。这些新型电池的材料中,最有代表性,也是最有前途的当数磷化合物类,特别是磷酸盐电池材料以其低成本、安全无公害、电池无记忆、原料易得、高比能量等优点,近年来发展非常迅速。磷化合物或含磷材料在电池生产中可用于正、负极材料和电解质材料等。

关键词： 锂离子电池   混合动力汽车   充电过程   纳米球   麻省理工学院   研究人员   充电速度   磷酸铁锂  

摘要： 一种新型电池的出现，可以使新一代插入式混合动力汽车在短短的几分钟内充电完毕。传统混合动力汽车上的锂离子电池充电过程需要很长时间，麻省理工学院的研究人员新近开发了一种仍处于试验阶段的电池，其充电速度是普通锂离子电池的100多倍。该新型电池的阴极由许多直径大约50纳米的磷酸铁锂微球组成，电池充电时，微球快速释放锂离子，避免了传统电池耗时的阴极锂离子脱离过程。

关键词： 锂离子电池   正极材料   磷酸铁锂   合成方法  

摘要： 概述了锂离子电池正极材料磷酸铁锂的结构及充放电机理,阐述了磷酸铁锂的各种制备方法,对下一步的研究工作进行了展望。

关键词： 碳浴   焙烧   磷酸铁锂  

摘要： 采用碳浴焙烧工艺合成出了磷酸铁锂正极材料,并对材料进行了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)表征和恒电流充放电测试.结果表明,碳浴焙烧工艺可以用于合成晶相好、颗粒细小均匀的LiFePO4,且在0.1C倍率下充放电容量可达120 mAh/g以上.

关键词： 锂离子电池   正极材料   碳包覆   磷酸铁锂   循环性能   流变相法   溶胶-凝胶法  

摘要： 磷酸铁锂(LiFePO4)以其无毒、对环境友好、原材料来源广泛、比容量高、循环性能及安全性能好等显著特点成为近年来正极材料的研究热点。但是该材料的电导率较低，阻碍了其商业化进程。本文以壳聚糖和蛋白质为碳源，研究了流变相法与溶胶-凝胶法合成LiFePO4的实验，通过TG-DTA、XRD、SEM等表征所合成的产物为LiFePO4，以恒电流充放电、循环伏安、电化学阻抗等测试了LiFePO4/C材料的电化学性能，结果表明采用本文的LiFePO4合成工艺，不仅降低了生产成本，还提高了其电化学性能。\n 在使用壳聚糖为碳源，流变相法合成工艺探索中，壳聚糖添加量6％，700℃合成的材料结晶度高、粒径细小且分布均匀，性能最佳。首次放电比容量达146.1 mAh·g-1，第30次放电比容量达144.1 mAhg-1，衰减量仅为2.3％，循环性能稳定。\n 以壳聚糖为碳源，溶胶-凝胶法合成工艺研究中，当壳聚糖单体与金属离子摩尔比为1：1.2时，600℃合成的样品表现出的性能最为优越。材料粒径分布在400 nm左右，首次放电比容量为155.1 mAh·g-1，30次循环后容量保持率达97。9％，具有良好的循环性能。\n 在以蛋白质为碳源，结合流变相法的实验中，研究了烧结温度对材料性能的影响。当烧结温度达650℃，蛋白质用量与前躯体相同时合成的样品30次循环首次放电比容量达139.2 mAh·g-1，末次放电比容量135.3 mAh·g-1。各方面性能优于其他条件下合成的材料，因此650℃是此方法的适宜温度参数。

关键词： 锂离子电池   磷酸铁锂   溶胶凝胶   柠檬酸  

摘要： 本文采用溶胶-凝胶法,以柠檬酸、EDTA和草酸为络合剂制备了LiFePO4,经XRD表征证明所得产品为橄榄石型磷酸铁锂。以放电曲线、循环寿命和电化学阻抗谱研究了LiFePO4的电化学性能,发现以柠檬酸为络合剂制备的LiFePO4的电化学性能最好。

关键词： 锂离子电池   正极材料   磷酸铁锂   高温煅烧合成   Li3PO4   振实密度   电性能  

摘要： 作为锂离子电池正极材料，橄榄石型磷酸铁锂（LiFePO4）具有比容量高、循环可逆性能好、原料丰富易得、价格便宜、安全性能高等突出优点，是最有发展前景的锂离子（动力）电池正极材料之一。但与其它锂离子电池正极材料相比，其振实密度和导电率很低，导致其放电比容量和体积比容量较低，在高倍率充放电条件下存在比容量大幅度衰减的现象，从而严重地阻碍了LiFePO4作为锂离子电池正极活性物质的实用化进程。通过共沉淀的方法控制前驱体颗粒的粒度和形状，然后通过掺杂碳的方法高温煅烧合成LiFePO4材料，既可以提高材料的振实密度，也可以提高材料的导电率，从而提高材料的放电比容量和体积比容量。针对制备工艺对材料的导电率和振实密度有重要的影响，本文通过一系列合成条件，如煅烧温度、煅烧时间、掺碳量和原料配比等来提高振实密度和电性能。取得了以下的主要结论：\n （1）研究了煅烧温度、煅烧时间、掺碳量对以FePO4为前驱体所制备的LiFePO4材料性能的影响。结果表明，随着煅烧温度或煅烧时间的增加，材料振实密度先逐渐增加后不变，0.1C倍率下的首次放电比容量先增加后减小；随着掺碳量的增加，材料振实密度先减小后不变，首次放电比容量先增加后减小。其中煅烧温度为700℃时，LiFePO4材料的首次放电体积比容量最大，为142.0Ah/L；当煅烧时间为18h时，LiFePO4材料的首次放电体积比容量最大，为149.5Ah/L；当含碳量达到2.1wt.%时，LiFePO4材料的首次放电体积比容量达到最大值，为166.1 Ah/L。\n （2）研究了前驱体（FePO4与Li3PO4）的配比、煅烧温度、煅烧时间对所制备的高密度LiFePO4材料性能的影响。研究结果表明，随着原料前驱体Li3PO4：FePO4摩尔比的增大，LiFePO4材料振实密度和首次放电比容量先增大后减小。其中原料前驱体Li3PO4：FePO4摩尔比为3：2时，LiFePO4材料振实密度最高，达1.4g/cm3，为正交橄榄型结构，电性能最佳，0.1C倍率下的首次放电比容量高达141.5mAh/g，体积比容量为198.1Ah/L。随着煅烧温度的增加，高密度LiFePO4材料振实密度增加到一定程度后不变，首次放电比容量先增大后减小。其中煅烧温度为700℃时，LiFePO4材料的振实密度最高，达1.4g/cm3，电性能最佳，0.1C倍率下的首次放电比容量高达145.4mAh/g，体积比容量为203.6Ah/L。随着煅烧时间的增加，高密度LiFePO4材料振实密度不断增加，首次放电比容量先增大后减小。其中煅烧时间为18h时，高密度LiFePO4材料的振实密度最高，达1.4g/cm3，电性能最佳，0.1C倍率下的首次放电比容量高达148.4mAh/g，体积比容量为207.8Ah/L。对最佳工艺、配比所得高密度LiFePO4材料的性能进行了研究，SEM形貌分析表明，材料主要呈球状或类球状的形貌；交流阻抗特性表明，随着充放电次数的增加，材料阻抗先减小后增大；放电测试表明，经过17次循环后，放电比容量为134.1mAh/g，容量保持率高达92.6%；其0.2C、0.5 C和1.0C倍率放电下，放电比容量分别为141.1mAh/g、109.1mAh/g和41.2mAh/g，相当于0.1C容量的95.1%、73.5%和29.2%。