控制结晶法制备球形磷酸铁的团聚尺寸模型

磷酸铁是制备锂离子电池正极材料磷酸铁锂的主要前躯体之一,磷酸铁的形貌和粒度大小对磷酸铁锂材料的电化学性能有较大影响。为了更好地实现磷酸铁的可控制备,有效改善磷酸铁锂的电化学性能,文中采用硝酸铁和磷酸反应合成磷酸铁的液相结晶控制工艺,研究了反应结晶釜中反应物浓度、温度、搅拌速度与沉淀物颗粒粒径之间的关系,结果表明:沉淀物颗粒粒径随反应物的浓度的增大和反应温度的升高而减小,随搅拌速度的增加,粒径首先变大,当到达最大粒径后呈减小趋势。并且在团聚和破碎动力学的基础上通过经典的粒数衡算方程建立该反应的团聚尺寸模型,然后根据沉淀反应过程的实验数据获得所建模型的相关参数,通过模型计算值和实验值的比较验证了模型的可靠性。

乙醇-水体系3D纳/微米球形磷酸铁的制备与表征

提出了一种在温和条件下制备高振实密度球形磷酸铁的简单方法。制备过程中无需引入碱性物质调节p H和添加其他模板剂,仅以九水合硝酸铁[Fe(NO3)·9H2O]和磷酸(H3PO4)为原料,在乙醇-水体系中即可制备3D纳/微米球形磷酸铁(记为FPE)。采用扫描电镜(SEM)、激光粒度仪、X射线衍射仪(XRD)、热重-差式扫描量热仪(TG-DSC)、比表面积测试仪(BET)等对制备的磷酸铁进行表征分析。结果显示,制备的磷酸铁具有3D纳/微米球形结构,平均一次粒径为27.2 nm,二次粒径D50为3.75μm。FPE的组成为二水合磷酸铁(FePO4·2H2O),纯度较高,具有介孔结构,平均孔径为2.75 nm,比表面积为22.41 cm2/g,同时具有较高的振实密度(1.34 g/cm3)。3D纳/微米球形磷酸铁制备方法简单,性能优异,以其为前驱体制备的磷酸铁锂(LiFePO4/C)具有较高的振实密度(1.46 g/cm3),在0.2C倍率下的放电比容量为157.9 mA·h/g。

Mg^(2+)掺杂球形LiFePO_4/C的制备及电池性能

以柠檬酸为碳源、草酸亚铁为铁源、乙酸镁为镁源,采用喷雾干燥–碳热还原法制备了一系列镁离子掺杂磷酸铁锂(LiMgxFe1-xPO_4/C)材料,并研究了镁离子对喷雾干燥-碳热还原法制备的球形磷酸铁锂材料结构和电化学性能的影响.结果表明,实验制得的LiMgxFe1-xPO_4/C材料具有规则的球形空心结构和高的比容量;当Mg^(2+)含量较小时其对磷酸铁锂晶体结构不产生影响,其中LiMg0.04Fe0.96PO4/C具有最好的充放电性能,在0.2C、0.5C、1.0C、2.0C、5.0C倍率下首次放电比容量分别为149.0、145.6、141.3、132.6、123.3mAh/g,1.0C倍率下充放电循环100周后容量保持率大于97.3%.