关键词： 锂离子电池   电动工具   安全可靠   磷酸铁锂  

摘要： 由于环境、价格等因素,镉镍、氢镍电池正逐渐被锂离子电池等新型电池所替代。资源丰富、廉价的磷酸铁锂正极材料的成功开发和应用,使锂离子电池的安全可靠性有了新的提高,特别是其高功率、长循环寿命等性能已完全能满足电动工具的要求。电池选对组合技术、多支电池串联使用技术及电动工具制造技术的有机结合和相互整合,将推动和促进锂离子电池在电动工具上的应用。

关键词： 磷酸铁锂   锂离子电池   碳   掺杂  

摘要： 采用固相反应法在650℃合成了LiFe0.7Mn0.3PO4/C。采用X-射线衍射\扫描电镜和电化学测试对材料的结构、表面形貌和电化学性能进行了表征.结果表明,LiFe0.7Mn0.3PO4具有单一的橄榄石结构。碳的加入有效地改变了LiFe0.7Mn0.3PO4的表面形貌。LiFe0.7Mn0.3PO4/C的平均粒度在100-200nm,碳均匀地分布在LiFe0.7Mn0.3PO4的表面。与LiFe0.7Mn0.3PO4相比,LiFe0.7Mn0.3PO4/C具有更高的可逆容量和更好的循环性能以及优秀的倍率性能:0.1C时LiFe0.7Mn0.3PO4/C的可逆容量达到141mAh.g-1,60次循环后平均每周的容量损失只有0.19%,而LiFe0.7Mn0.3PO4平均每周的容量损失只有0.53%,表明碳的加入有效地改善了LiFe0.7Mn0.3PO4的电化学性能。

关键词： 锂离子电池   正极材料   磷酸铁锂   溶剂热法   碳热还原法  

摘要： 本论文主要关注锂离子电池新型正极材料磷酸铁锂的制备、结构和性能。主要包括以下两部分内容：溶剂热法制备LiFePO4与形貌控制机理的研究；碳热还原法制备LiFePO4温度条件的选择。\n通过控制材料的尺寸和在材料中添加碳等导电材料可以有效增加LiFePO4的充放电能力和倍率放电性能。与传统的固相法相比，水热法(溶剂热法)能够在较低的温度下得到高度结晶的产品，并且反应时间短、能耗少，目前在LiFePO4的合成中已有应用。但水热合成的LiFePO4颗粒容易形成Li、Fe错位，同时在颗粒表面会形成Fe2O3等杂质，因此合成的过程需要严格控制。\n我们用溶剂热法在H2O和异丙醇的混合溶剂中合成了橄榄石结构的LiFePO4晶体。FESEM结果表明，LiFePO4产品的形貌与导电添加剂密切相关，当改变导电添加剂的种类 (蔗糖、碳黑和石墨)时，我们分别得到了棒状和方块状的LiFePO4颗粒。TEM和选区电子衍射(SAED)的结果表明，棒状的LiFePO4晶体沿着[201]方向取向生长。取向机理可能在于添加剂对晶体生长的吸附阻止作用。充放电测试表明，溶剂热合成的LiFePO4（添加蔗糖）具有145.2 mAh•g-1的可逆容量和良好的循环保持能力，而且还表现出优良的倍率放电性能和高温特性，其4C放电容量为98.1 mAh•g-1，保持了0.1C容量的67.6%，并且放电电压平台仍然保持在3.12 V (***)。\n除了因为电导率低和离子传导率低引起的放电倍率差，LiFePO4另一个主要问题是合成过程中Fe2+的氧化。因此我们采用碳热还原的方法，用便宜易得的Fe2O3作为铁源，反应物中混入过量的碳。利用碳作为还原剂和导电剂，可以解决在原料混合加工过程中可能引发的氧化反应，得到高纯的LiFePO4材料。由于反应物的不同会导致样品烧结的最佳温度不同，因此我们初步考察了反应温度对LiFePO4的物理和化学影响，特别是对其电化学性能的影响。\n我们用碳热还原法在不同的烧结温度下制备了LiFePO4样品。SEM测试表明，碳热还原法对温度的依赖较大，在不同的反应温度下，可以得到不同形貌的LiFePO4样品。在温度为700℃或更低温度时，可以得到形貌较为均匀的样品，更高温度下的LiFePO4颗粒则由于杂质的生成和碳的减少而急剧变大。XRD测试表明，反应温度在550℃－700℃之间时，可以得到不含杂质的纯的LiFePO4 \n晶体。温度高于700℃时，原料中过多的碳还原了PO43-，导致Fe2P杂质的生成。而温度过低时，LiFePO4易结晶不完全，并会产生Fe2O3和Li3Fe2(PO4)3杂质。充放电测试表明，700℃下合成的样品具有143.0mAh•g-1的可逆容

关键词： 锂离子电池   正极材料   磷酸铁锂   导电率   导电碳   放电性能   合成条件  

摘要： 作为锂离子电池正极材料，橄榄石型磷酸铁锂(LiFeP04)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，其导电率很低，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LiFePO<,4>作为锂离子动力蓄电池正极活性物质的实用化进程。本文通过Mg<\'2+>掺杂的方法来改善LiFePO<,4>的导电性能和高倍率充放电性能；LiFe<,0.4>Mn<,0.6>PO<,4>材料由于可以得到一个平均放电电压为3.6V的高容量，而受到越来越多的关注。针对LiFe<,0.4>Mn<,0.6>PO<,4>随着充放电倍率的增加，材料的比容量与4.0V电压平台急剧下降的这一缺点，通过掺杂导电碳的方式来提高其电性能并优化了合成条件。取得了以下的主要结论：\n (1)研究了Mg<\'2+>在铁位掺杂对LiFe<,0.4>Mn<,0.6>PO<,4>复合材料电性能的影响。结果表明，随着Mg2+掺杂量的增加，LiFe<,0.4>Mn<,0.6>PO<,4>复合材料的充放电容量、循环性能和倍率性能都得NT显著的提高，但掺杂量继续增加时，复合材料的电性能又有所下降。在x=O.05，O.1，0.15，0.2几种掺杂量中，以x=0.10的样品LiFe<,0.4>Mn<,0.6>PO<,4>的电性能最佳，首次放电比容量为143.2mAh/g，循环30次后的容量保持率为98.2％，2C放电比容量为119.1mAh/g，相当于2C容量的83.2％。XRD测试表明，复合材料均保持了橄榄石型晶态结构，随着Mg<\'2+>掺杂量的增大，晶胞参数和晶胞体积均发生递减。研究了MgMg<\'2+>在锂位掺杂对LiFe<,0.4>Mn<,0.6>PO<,4>复合材料电性能的影响。结果表明，在x=0.005，0.01，0.015，0.02几种掺杂范围内，LiFe<,0.4>Mn<,0.6>PO<,4>的电性能均有了不同程度的提高，其中以x=0.01样品LiFe<,0.4>Mn<,0.6>PO<,4>的电性能最佳。其首次放电容量为137.8mAh/g，循环30次后容量保持率为97.0％，2C放电比容量为110.9mAh/g，相当于0.2C容量的80.5％。XRD分析结果表明，复合材料均保持了橄榄石型晶态结构，MgMg<\'2+>在锂位掺杂后，晶胞参数和晶胞体积均有所减少。\n (2)在用高温固相法合成LiFe<,0.4>Mn<,0.6>PO<,4>的过程中，研究了煅烧温度、煅烧时间对其电性能的影响。研究结果表明，煅烧温度、煅烧时间对LiFe<,0.4>Mn<,0.6>PO<,4>材料的电性能均有影响。在煅烧温度为650℃，煅烧时间为24h的条件下所得LiFe<,0.4>Mn<,0.6>PO<,4>材料的首次放电比容量达到最大值，达74.6mAh/g，但也仅为LiFe<,0.4>Mn<,0.6>PO<,4>理论放电比容量的43.8％。通过碳掺杂来提高LiFe<,0.4>Mn<,0.6>PO<,4>材料的电性能。对所得碳掺杂LiFe<,0.4>Mn<,0.6>PO<,4>复合材料的充放电测试结果表明，掺碳能有效地改善LiFe<,0.4>Mn<,0.6>PO<,4>料的容量、循环性能以及倍率性能。但是掺杂碳的种类和含量不同，对LiFe<,0.4>Mn<,0.6>PO<,4>材料导电性能的改善程度不一样。其中以蔗糖为碳添加剂，含碳量为5％的LiFe<,0.4>Mn<,0.6>PO<,4>/C(5.0wt.％)复合材料粒径最为细小，其电性能也最佳。0.2C首次放电比容量为136.7mAh/g，循环15次后的放电比容量为125.1mAh/g，容量保持率高达91.5％。该材料1.0C、2.0C放电比容量分别为128.3mAh/g、110.2mAh/g，分别相当于其0.2C容量的9

关键词： 锂离子电池   LiFePO4   交流阻抗   液相沉淀   碳热还原  

摘要： 以FeSO4.7H2O和NH4H2PO4为原料,以H2O2为氧化剂,通过液相沉淀法制得前驱体FePO4,然后通过碳热还原反应制得LiFePO4。采用2种加碳方式:方法一是先制得FePO4,然后加入乙炔黑混合后高温合成LiFePO4;方法二是先把乙炔黑分散在液相中,然后通过液相沉淀制得含碳的FePO4,再高温合成LiFePO4。研究结果表明:采用方法二合成的LiFePO4动力学及电化学性能比方法一合成的优。采用方法二所制备的LiFePO4样品以0.1C的倍率放电,其比容量达149 mA.h/g;当放电倍率为1C时,其比容量为124 mA.h/g,且循环性能良好。

关键词： 磷酸铁锂   充电模块   锂电池   通用型   锂离子电池   便携式电子产品   便携式电子设备   移动DVD  

摘要： 1锂电池应用概况 近年来．便携式电子产品正向轻量化、超小型化发展．为此锂离子电池得到广泛应用，但是目前大量应用的正极材料为钴酸锂和锰酸锂的锂离子电池安全性能较差。多年来，手机锂电池、笔记本锂电池组、移动DVD用锂电池和矿灯用锂电池等不断出现燃烧和爆炸等现象，造成极大的经济损失和极坏的社会影响。为了消除这种现象，便携式电子设备已开始采用安全性能极好的磷酸铁锂电池。此外．电动工具过去普遍采用镍镉电池，由于含有镉等严重污染环境和毒害人身健康的材料，已被许多国家禁止生产和使用，目前唯一可以替代的只有磷酸铁锂电池。在电动助力车和混合动力汽车中，过去普遍采用非常笨重的铅酸蓄电池或镍氢电池。为了减轻电池重量，国内外曾有不少研究人员试图采用钴酸锂和锰酸锂电池，结果都以失败告终。随着磷酸铁锂电池的推广应用．成本不断降低，性能不断提高，电动车辆采用磷酸铁锂电池已成为必然趋势。由于磷酸铁锂电池的主要技术参数与锰酸锂和钴酸锂电池具有较大的差别，因此过去大量生产的锂离子电池充电控制专用集成电路、厚膜电路和模块等不能对磷酸铁锂电池进行充电，为了满足手机、笔记本电脑、矿灯、移动DVD、MP4、电动工具和电动车辆中磷酸铁锂充电的要求．必须尽快开发研制出通用型磷酸铁锂电池充电厚膜电路和模块。

关键词： 锂离子电池   正极材料   安全性   磷酸铁锂   锰酸锂  

摘要： 随着锂离子电动车在北京、上海、苏州、杭州等国内大中城市的热销，越来越多的电动车厂商开始上马锂电车项目。然而，选择什么样的锂电池成为他们面临的首要问题。虽然锂电池的保护电路已经比较成熟，但对动力电池而言，要真正保证安全，正极材料的选择十分关键。目前，在锂离子电池中使用量最多的正极材料有以下几种：钴酸锂（LiCoO2）、

关键词： 水溶液锂离子电池   磷酸铁锂   循环伏安  

摘要： 采用循环伏安法对LiFePO4在水溶液中的电化学行为进行了研究,用X射线衍射分析表征了循环扫描过程中材料结构的变化。结果表明,LiFePO4在饱和LiNO3溶液中具有良好的电化学可逆性。循环伏安法估算出Li+在LiFePO4中的扩散系数约为(1.8￣4.4)×10-11cm2·s-1,根据循环伏安曲线计算得,其初始放电比容量为75.3mAh·g-1。以0.5mV/s的扫描速度循环50次后,容量保持初始容量的47.6%。

关键词： 锂离子电池   正极材料   磷酸铁锂   固相还原  

摘要： 以Fe_2O_3为铁源,用环氧树脂对反应前驱体进行包覆,通过固相还原法制备了LiFePO_4/C复合正极材料.采用XRD、SEM、循环伏安以及充放电测试等方法对其晶体结构、表观形貌和电化学性能进行了研究.研究结果表明,煅烧温度对材料的电化学性能有较大影响,在700℃煅烧所得产物为单一的橄榄石型晶体结构,粒径分布较均匀,且具有良好的电化学性能.以0.1C倍率进行充放电,其首次放电容量为150.3mAh/g,充放电循环20周后,容量保持率达99.2%;以1.0、2.0C倍率进行充放电,其首次放电容量分别为131.4和122.1mAh/g.其在过充条件下的电性能也佳,过充后还能继续放电,但在过放电条件下,其电性能迅速劣化.

关键词： 磷酸铁锂   专利   《新材料产业》   电池业   原材料   高峰论坛   锂离子   CEO  

摘要： 磷酸铁锂原始专利目前确实成为准备从事磷酸铁锂生产、应用企业需要解决的问题,国內企业应在自身不断发展的基础上主动出击——聪明的谈判,努力的创新。