橄榄石型正极材料LiMPO_4研究进展

从合成与性能、结构分析与电化学反应机理、发展趋势等几个方面总结了近年来有关橄榄石型正极材料LiMPO4(M代表Mn、Fe、Co等金属离子)的研究进展。Li(MnyFe1―y)PO4是一单相固溶体,而当y>0.8时MnyFe1-yPO4 不稳定。Lix(Mn0.6Fe0.4)PO4有一个4.1 V的两相平台(0≤x ≤0.6, Mn3+/Mn2+)和3.5 V的单相平台(0.6≤x≤1.0, Fe3+/Fe2+),而LixFePO4只有一个3.4 V的两相平台。材料的粒径及其分布、导电能力和Fe3+的含量是影响产品性能的关键因素。利用惰性气氛、掺杂导电材料和制备粒度分布均匀的纳米粉体是获得性能优良的LiMPO4的有效方法。

富钙长石-橄榄石型包体与典型富Ca,Al包体的矿物岩石学特征对比研究

本文研究了2个富钙长石-橄榄石型包体和2个富黄长石-尖晶石型和富尖晶石-辉石型包体(分别来自宁强和南极格罗夫山碳质球粒陨石)的矿物岩石学特征,并对它们进行了对比。富钙长石-橄榄石型包体的矿物模式组成具有富橄榄石和缺失黄长石的特征,其可能是球粒和典型难熔包体之间的中间产物,是认识它们之间相互关系的钥匙。矿物岩石学特征表明富黄长石-尖晶石型和富尖晶石-辉石型包体可能是星云直接凝聚的产物,而富钙长石-橄榄石型包体经历过熔融结晶过程。富钙长石-橄榄石型包体的初始物质可能是富Al的球粒或含难熔组分的蠕虫状橄榄石集合体。矿物化学组成对比研究发现,GRV 022459-RI6中的尖晶石具有最富FeO的特征,表明包体的蚀变可能发生在高氧逸度的星云环境。

纯氢热还原Fe^3＋源制备橄榄石型LiFexMg1-xPO4

本文介绍了纯氢热还原法分别用不同三价铁源在650℃下煅烧，同时采用自制电解槽电解产生的H2气为还原气氛合成了橄榄石型LiFexMg1-xPO4／C正极材料，采用x射线衍射光谱法（XRD），扫描电子显微镜法（SEM）和电化学手段对目标材料进行了结构表征和性能测试，并对比了两种方法所制备样品的物理性能和电化学性能。结果表明，纯氢气所制备包覆碳样品的离子导电率和电子导电率更低，比容量较高。并通过电化学阻抗谱对比了LiFePO4和LiFexMg1—xPO4／C的电化学过程。

橄榄石结构LiFePO_4正极材料的最新进展

橄榄石型LiFePO4正极材料具有环境污染小,安全性能好,价格低廉,循环寿命长,工作电压稳定等突出优点,是极具开发和应用潜力的新一代锂离子电池正极材料,尤其是在对材料要求较高的动力电源领域的应用,受到各界的广泛关注。但是其本身的低电子电导率和离子扩散系数,导致材料大倍率性能差,限制了它的大规模应用。因此,对橄榄石结构LiFePO4正极材料的改性成为研究的热点。从三个方面介绍了LiFePO4正极材料的最新研究成果,并对其今后的发展进行展望。

富橄榄石的富Ca,Al组分集合体的矿物岩石学特征及对比研究

富Ca,Al包体、球粒和蠕虫状橄榄石集合体都是早期星云事件的产物。本文探讨了4个富橄榄石的富Ca,Al组分集合体的矿物岩石学特征,并对它们进行了对比。矿物岩石学特征表明含橄榄石边的富尖晶石—辉石型包体和富Ca,Al组分蠕虫状橄榄石集合体都属于星云直接凝聚的产物,而富钙长石—橄榄石型包体(POI)和富Ca,Al组分球粒经历过熔融结晶过程。矿物模式组成表明POI包体和富Ca,Al组分球粒可能是认识典型富Ca,Al包体与球粒之间相互关系的钥匙。蠕虫状橄榄石集合体GRV022459-2C1中尖晶石普遍具有高的FeO含量,表明其蚀变发生于高氧逸度的星云环境。球粒与粗粒富Ca,Al包体可能属于同一热事件的产物,粗粒富Ca,Al包体形成于富Ca,Al矿物富集的区域,Mg,Fe质硅酸盐球粒形成于富Ca,Al矿物缺失的区域;POI包体和富Ca,Al组分球粒可能形成于上述两个区域之间的过渡区域。

锂离子蓄电池新型正极材料LiFePO_4的研究进展

锂离子蓄电池正极材料的研究正在向低成本、有利于环保、高比能量、高循环特性的方向发展,橄榄石型磷酸铁锂LiFePO4颇受关注。重点介绍了近年来LiFePO4的各种制备方法和充放电机理,以及为提高该材料的电化学性能进行的掺杂改性研究,并对其发展前景做出了展望。LiFePO4理论比能量为170mAh·g-1,电压3.5V(vs.Li/Li+),环境友好,成本低廉,热稳定性较好,适合作为锂离子蓄电池的新型正极材料。

新型锂离子电池正极材料的研究进展

分析了橄榄石型磷酸锂铁 (LiFePO4)的晶体结构 ,评述了近年来各种制备LiFePO4的方法 ,包括固相反应法、水热合成法、液相共沉淀法以及其他多种方法。介绍了国外对于提高LiFePO4的性能所进行的改性研究 ,并对其发展方向作出了展望。

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.

共沉淀-焙烧法制备LiFePO_4

采用共沉淀法合成了无定形磷酸亚铁与磷酸锂的混合前驱体，这种前驱体在700℃下于还原性气氛中保温5．5h制得橄榄石型磷酸铁锂。采用XRD、FTIR、SEM和TG／DSC等手段对前驱体和焙烧产物的成分、结构、形貌及其热分解过程进行了研究。由不同热处理温度及反应时间下的LiFePO4转化率算得磷酸锂与磷酸亚铁在400～700℃下生成磷酸铁锂的反应速率常数和表观反应活化能（26．9kJ／mol）。结果表明，Fe3（PO4）2与Li3PO4反应生成LiFePO4的过程主要由Li^＋、Fe^2＋在固相介质中的扩散速率所控制。因此，Fe3（PO4）2和Li3PO4的均匀混合有利于降低LiFePO4的焙烧温度和缩短反应时间。

糖类作为碳源对LiFePO_4/C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正极材料,采用X射线衍射光谱法(XRD),扫描电子显微镜法(SEM)和电化学手段对目标材料进行了结构表征和性能测试。考察了葡萄糖和蔗糖作为碳源对LiFePO4/C正极材料性能的影响。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136.3mAh/g,远远高于纯的LiFePO4正极材料,随着循环次数的增加,材料的放电比容量逐渐增加,然后趋于稳定。循环30次后,比容量为139.6mAh/g。

锂离子电池正极材料LiFePO_4的合成及其改性

采用共沉淀法合成了锂离子正极材料LiFePO4,考察了不同合成条件对材料结构及性能的影响.研究结果表明:通过碳包覆改性后,LiFePO4的容量可明显提高,SiO2的掺杂对LiFePO4的结构没有影响.同时讨论了上述两种改性方法对材料性能的影响机制.

Ni改性LiFe_(1-x)Ni_xPO_4的结构与电化学性能

利用半固相碳热还原法制备了橄榄石型LiFe1-xNixPO4（x=0，0.02，0.05，0．08）锂离子电池正极材料．并用XRD、充放电测试、循环伏安、电化学阻抗测试等研究了其结构和电化学性能．实验结果表明：所制备材料均具有单一的橄榄石结构，其中材料LiFe0.95Ni0.05，PO4的电化学性能最佳．在0．2C和2．4～4．0V条件下恒流充放电，首次放电比容量可达139．35mAh·g^-1，30次循环后放电比容量仍保持在133．98mAh·g^-1以上，保持率为96．15％．循环伏安和电化学阻抗测试表明材料具有良好的充放电可逆性和较小的阻抗。

热还原法制备LiFePO_4/C复合材料的电化学性能

使用廉价的三价铁Fe2O3为铁源,以蔗糖为还原剂和导电剂,通过热还原法制备了LiFePO4/C复合材料。运用TGA-DAT曲线对反应机制进行了分析,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、恒流充放电和循环伏安测试等测试手段对不同覆碳量合成材料进行了表征和电化学性能检测。结果表明:所合成的LiFePO4均为纯相,其中含碳1.07%的样品0.2C倍率下的放电比容量为143.32 mAh/g。

提高锂离子电池正极材料LiFePO_4电导率的方法

橄榄石型结构的LiFePO4作为一种新型的锂离子电池正极材料,具有材料来源广泛、价格便宜、理论比容量高(约170 mAh/g)、热稳定性好、无吸湿性、对环境友好等优点,近年来引起人们的广泛关注,可望成为新一代首选替代LiCoO2的锂离子二次电池正极材料。分析了锂离子电池正极材料橄榄石型LiFePO4的结构特点和LiFePO4首次放电容量损失的原因,评述了近年来国内外对于改善LiFePO4的电化学性能所进行的改性研究,重点介绍了优化合成工艺、添加导电材料等方法对锂离子电池正极材料LiFePO4的影响,并对其发展前景作了展望。

Na_2ZnBr_4的新法合成

以NaBr和ZnBr_2为原料,用摩擦化学反应方法制备出了橄榄石型结构的Na_2ZnBr_4,和文献的方法相比,用摩擦化学反应法制备Na_2ZnBr_4简单、经济。

磷酸铁锂材料——电动汽车电池新的解决方案

具有橄榄石型结构的磷酸铁锂（LIFEPO4）恰能满足理想的高安全高容量高功率锂电池的需要。磷酸铁锂的发现，被誉为标志着“锂离子电池一个新时代的到来”。磷酸铁锂无毒、对环境友好、原料丰富、比容量与库仑效率高、充放电平台平稳、循环性能好、热稳定性高、极安全可靠，非常适合于对安全性、循环寿命、功率特性、使用成本等极为敏感的大型电池应用领域。

杂质对高压LiCoPO_4电极电化学性能的影响(英文)

研究了高温固相法合成的高压LiCoPO4电极的电化学性能。结果表明,杂质碳和Co2P的存在使LiCoPO4电极的放电容量降低,纯橄榄石相无杂质的LiCoPO4具有最大的放电容量,达到135mAh/g。循环伏安测试结果显示,碳杂质的存在可能改变了锂脱嵌的机理。碳含量比较低时存在2个氧化峰,而碳含量比较高时只有1个氧化峰。阻抗测试结果显示,界面电容为16.9μF/cm2,表观固相质子扩散系数是(2.0～3.4)10-9m2/s。

古迪纳夫:名副其实的“锂离子电池之父”

古迪纳夫被誉为“锂离子电池之父”,可谓实至名归。他先后发明层状钴酸锂、尖晶石型锰酸锂、橄榄石型磷酸铁锂三种正极材料,使人类最终制取了实用的锂离子电池。古迪纳夫因此收获了诺贝尔化学奖。他发明的材料奠基了锂离子电池正极材料体系,引领相关领域已达四十余年。古迪纳夫对其它材料的研究也成绩斐然,是一位跨多领域科学家。