锂离子电池正极材料LiFePO4的研究进展

磷酸铁锂用作锂离子电池正极材料是当前研究热点之一，由于其性能、价格、安全和环境优势，其应用前景十分看好。首先对晶体结构进行了描述，并综述了近年来各种制备LiFePO2的方法，包括高温固相合成，机械化学法等“固相方法”以及溶胶一凝胶法等“软化学合成法999对各种方法的优缺点进行了分析对比。并且对LiFePO2的改性研究进行了简单的探讨。

不同碳源对LiFePO_4/C复合正极材料性能的影响

采用固相反应法在惰性气氛下合成了橄榄石型LiFePO4/C复合正极材料.采用XRD,SEM和激光粒度分布(LSD)以及电化学测试等手段对目标材料进行了结构表征和性能测试.考察了葡萄糖、乙炔黑以及石墨等不同碳源对目标材料性能的影响.结果表明,以葡萄糖作为碳源的正极材料具有优良的电化学性能,首次放电比容量达142.5mAh/g,循环30次后,容量衰减只有2.5%.分析了不同碳源对目标材料性能影响的原因.

Electrochemical performance of carbon nanotube-modified LiFePO_4 cathodes for Li-ion batteries

Carbon nanotubes (CNTs) and acetylene black (AB) were dispersed synchronously or separately between LiFePO4 (LFP) particles as conducting agents during the course of manufacture of LiFePO4 cathodes. The morphology and electrochemical performances of as-prepared LiFePO4 were evaluated by means of transmission electron microscopy (TEM), charge-discharge test, electrochemical impedance spectroscope (EIS) and cyclic voltammetry (CV). CNTs contribute to the interconnection of the isolated LiFePO4 or carbon particles. For the CNTs-modified LiFePO4, it exhibits excellent performance in terms of both specific capacity and cycle life. The initial discharge capacity is 147.9 mA·h/g at 0.2C rate and 134.2 mA·h/g at 1C rate, keeping a capacity retention ratio of 97% after 50 cycles. The results from EIS indicate that the impedance value of the solid electrolyte interface decreases. The cyclic voltammetric peak profiles is more symmetric and spiculate and there are fewer peaks. CNTs are promising conductive additives candidate for high-power Li-ion batteries.

锂离子电池正极材料LiFePO4的进展

近二十年来，便携式电子产品日益普及以及电动工具、电动汽车技术的迅速发展，对高比能、高比功率及高安全的电源需求更加迫切，这极大地推动了高比能电池的研究和开发。目前市场上占主导地位的二次电池体系主要是锂离子电池、氢镍电池、镉镍电池和铅酸电池。其中，锂离子电池市场正在逐渐扩大，冲击着其它二次电池的市场，并已经在移动通讯电池市场上居于主导地位，其应用范围还逐渐扩展到各种动力设备，如：便携式电动工具、电动汽车（EV、PHEV和HEV）及航天领域。从目前的市场预期分析，锂离子电池的销售在一段时间内将维持直线上升的趋势，

橄榄石LiFePO_4第一性原理计算研究进展

锂离子电池是一种新型能源,与现有的可充电电池（铅酸电池、镉镍电池和金属氢化物镍电池）相比,在比能量上占有明显优势,目前比能量可高达170～180Wh/kg,是Cd-Ni电池的4倍，MH-Ni电池的2倍。锂离子电池的高T作电压（3．6V）使其相当于3节镉镍电池或金属氢化物镍电池的串连，有利于电池的小型化、轻量化。同时，又具有自放电率低（一般月自放电率小于6％）、长循环寿命的优点，

锂离子电池正极材料LiFePO_4C的制备与表征

采用溶胶-凝胶法合成了LiFePO4 C复合材料,利用元素分析、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等方法对其进行了表征,将其组装成模拟电池测试了其电化学性能.结果表明:LiFePO4 C具有单一的橄榄石型晶体结构,碳粒子平均颗粒大小在1μm左右.LiFePO4 C复合材料在3.4V处具有很好的充放电电压平台,与LiFePO4相比,具有更高的放电比容量和更好的循环性能,在60℃时的首次放电容量达到133mAh g,经20次循环后的容量保持率为93.8%.

正极材料LiFePO4倍率性能提升方法研究进展

0引言随着太阳能,风能和潮汐能等可再生能源技术的快速发展,有效储能已成为近年来主要关注的问题之一。锂离子电池以其能量密度高、使用寿命长、无记忆效应和工作电压高等优点,成为便携式产品发展的主要方向,并且在过去几年中。

LiFePO_4基高功率锂离子电池

LiFePO4是近年来刚刚发展起来的一种新型锂离子电池正极材料，具有安全性能好、循环寿命长、环境友好、价格便宜等优点，被认为是最有前途的新一代锂离子电池正极材料，在动力电池和高功率电池等领域将有着广阔的应用前景，所以磷酸铁锂材料和电池已成为国内外电源界研究和开发的热点。

微波法制备掺碳LiFePO_4正极材料

Cathode material LiFePO4 of lithium-ion battery was synthesized by microwave heating. The "carbon-included" LiFePO4 with improved conductivity was synthesized by the addition of graphite. And the influence of microwave-heating time on structure, morphology and charge/discharge performance of the products was discussed. The results of XRD, SEM, XPS, CV and charge/discharge testing measurements showed that the LiFePO4 product after 9 min in microwave oven had more advantages than other products.

离子交换法制备LiFePO_4的研究

磷酸亚铁锂（LiFePO4）材料具有原料丰富、成本低、比容量相对较高、对环境友好、无毒无害、热稳定性好等突出的优点，是一种颇具潜力的下一代锂离子电池正极替代材料，尤其适合作为电动车用高功率电池正极材料，日益成为各国科研工作者和企业的研发热点，在我国众多企业的LiFePO4项目已经启动。目前磷酸亚铁锂材料的制备方法主要有固相法、液相法、微波法和固／液相法。不同前驱体种类和制备方法对材料的纯度、结晶状况影响很大，最终体现在电化学性能方面各异。

金属氧化物掺杂改善LiFePO_4电化学性能

采用氧化物前驱体对磷酸铁锂(LiFePO4)进行少量金属离子掺杂,并用XRD ,SEM 和恒电流充放电对掺杂的LiFePO4 进行了研究。结果表明,少量的掺杂离子在很大程度上提高了LiFePO4 的电化学性能,特别是大电流放电性能。1.0 m ol% 的Nb5+掺杂LiFePO4 的0.1 C 放电容量约150 m Ah·g-1;即使在3 C 倍率下放电,也有117 m Ah·g-1 的容量。掺杂的效果与掺杂离子的半径、价态密切相关,半径小、价态高的离子对提高LiFePO4 的电化学性能有利。在掺杂量较小时(<2.0 m ol% ),掺杂效果与掺杂离子的浓度关系不大。

LiFePO4／C正极材料中铁、磷、碳含量的测定方法研究

1997年Padhi研究了锂过渡金属磷酸盐系材料的合成和电化学性能，发现这种聚阴离子体橄榄石型LiFePO4在0．05mA·cm^-2充放电电流密度下，约3．5V（vs．Li^＋／Li）平台电位范围内可以得到100～110mAh·g^-1的比容量，（其理论比容量170mAh·g^-1），己接近当时商品化正极材料LiC002的实际放电比容量，而且充放电曲线非常平坦，这一发现引起国际电化学界不少研究人员的注意。

LiFePO_4正极材料的研究进展

橄榄石型 LiFePO_4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,有望成为新一代锂离子电池正极材料。介绍了 LiFePO_4正极材料的结构、充放电机理、性能特点及存在的问题,综述了 LiFePO_4的合成工艺,添加导电材料和掺杂改性等方面的研究进展。

碳包覆LiFePO_4的一步固相法制备及高温电化学性能

Carbon coated LiFePO4 cathode material was synthesized by one-step solid-state reaction and characterized by X-ray diffraction (XRD), field-emission-scanning electron microscope (FESEM). Electrochemical performances of the material as cathode in lithium-ion battery were investigated at medium and elevated temperature (30 and 55 ℃) by galvanostatic charge-discharge and A.C. impedance tests. The results show that carbon coated LiFePO4 powder exhibits a well-crystallized olivine structure and spherical morphology with an average particle size of about 500 nm. Galvanostatic charge-discharge tests show that the reversible discharge capacity at 1 C and 1.5 C rates was improved from 121 and 105 mAh·g-1 at 30 ℃ to 136 and 123 mAh·g-1 at 55℃, respectively, while the enhancement of high temperature on electrochemical performance is less obvious at a rate lower than 0.5 C. Impedance spectra analyses indicate that the cathode material has a remarkably higher lithium-ion diffusivity at 55 ℃ than that at 30 ℃, which improves the electrochemical performance at high temperature.

LiFePO_4/C复合正极材料的结构与性能

考察LiFePO4/C复合正极材料的结构与性能,采用高温固相法制备了纯的LiFePO4和复合型LiFePO4/C锂离子电池正极材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、原子吸收光谱(AAS)等方法对所得样品的晶体结构、表观形貌、粒径大小和元素组成等进行了分析研究。实验结果表明,所得LiFePO4和LiFePO4/C均为单一的橄榄石型晶体结构,其中,以葡萄糖作为碳添加剂所得到的LiFePO4/C复合材料的电性能最佳。该材料具有良好的充放电循环可逆性能和高温电性能,以C/10和1C的倍率充放电,首次放电比容量分别为156.5mAh/g、147.8mAh/g,充放电循环10次后的平均放电比容量分别为155.3mAh/g、145.2mAh/g。

Al和Mg共掺杂LiFePO_4/C正极材料的电化学性能研究

采用高温固相法合成了LiFePO_4/C和Al、Mg共掺杂的LiFe_(0.95)Al_(0.03)Mg_(0.02)PO_4/C复合材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量仪(EDS)、恒流充放电测试、循环伏安法(CV)等手段对材料的结构、形貌及电化学性能进行了表征。XRD结果表明,Al、Mg共掺杂后的样品并没有破坏LiFePO_4的橄榄石结构,同时还增强了LiFePO_4结构的稳定性、提高了电子导电性和Li+扩散速度;通过SEM和EDS观测到LiFePO_4呈球形颗粒,并在复合样品中检测到有Al和Mg元素存在。分别以0.5C、1C、3C和5C倍率充放电,LiFe_(0.95)Al_(0.03)Mg_(0.02)PO_4/C的放电比容量分别为145.1、142.6、133.2和124.9 m Ah/g; 1C倍率下循环30次后仍保持99.2%的初始容量,显示出良好的循环寿命。

高密度球形LiFePO_4的合成及性能

通过控制结晶法制备球形前驱体FePO_4·xH_2O,经过预烧得到高密度的FePO_4,与Li_2CO_3和葡萄糖均匀混合,采用碳热还原法合成锂离子蓄电池正极材料球形磷酸铁锂(LiFePO_4)。用X光衍射和扫描电镜分析对FePO_4和LiFePO_4的结构进行了表征。充放电测试表明LiFePO_4具有3.4V放电电压平台,在0.1mA/cm2电流密度条件下,首次充电比容量为146.9mAh/g,放电比容量为129.7mAh/g。该球形LiFePO4粉末的振实密度高达1.8g/cm3,首次放电比容量高达233.5mAh/cm3,远高于一般非球形LiFePO_4正极材料。

碳纳米管作导电剂对LiFePO_4锂离子电池性能的影响

考察添加碳纳米管作导电剂对LiFePO4锂离子电池性能的影响。采用液态锂离子电池工艺制备063048型LiFePO4锂离子电池,利用XRD,SEM及充放电方法对电池电极的结构、表面形貌和电化学性能进行表征和测试。研究结果表明:添加碳纳米管作导电剂的极片压实密度与未添加的相比提高了5%,同时也形成了良好的导电网络,电池内阻较小,电池首次放电容量达到131.8 mA.h/g,而未添加碳纳米管的首次放电容量为124.6 mA.h/g;添加碳纳米管作导电剂电池的循环性能较好,120次循环后容量几乎没有衰减,而未添加碳纳米管的电池经120次循环后容量保持率为94.1%。添加碳纳米管作导电剂电池的倍率性能优异,其6C的放电容量是0.5C的81.8%(其中,C为电流倍率),未添加碳纳米管的电池6C的放电容量是0.5C的75%。添加碳纳米管作导电剂的电池,电极界面阻抗比未添加碳纳米管的电池的界面阻抗小。

响应面方法优化低温碳热还原制备LiFePO_4/C的工艺

用响应面法优化了低温碳热还原合成LiFePO4/C的工艺,用中心组合设计研究了蔗糖用量、焙烧温度、焙烧时间和低温反应温度四因素对放电比容量的影响。结果表明,放电比容量与四因素关系符合二次模型,焙烧温度和蔗糖量以及两者的交互作用对放电比容量影响较为显著,各个因素的二次方影响高度显著。由模型得出的最优操作条件为:焙烧温度718℃;焙烧时间10.88 h;蔗糖量0.866 g g 1LiFePO4;热处理温度105℃。该条件下LiFePO4/C的实际放电比容量为140.6 mA h g 1,与模型预测值142.03 mA h g 1无显著差异。