锂离子电池正极材料LiMBO_3研究进展

LiMBO3(M=Mn,Fe,Co)硼酸盐作为新一代锂离子电池正极材料具有摩尔质量小、资源丰富、环境友好、理论比容量高等优点。对LiFeBO3、LiMnBO3、LiCoBO3等硼酸盐正极材料的结构、制备方法、电化学性能的研究现状进行了综述,并对存在的主要问题提出了改进方法。

LiFeBO_3/C复合物的合成及电化学性能的研究

以氢氧化锂、醋酸亚铁和硼酸为原料,利用柠檬酸作螯合剂和碳源,采用流变相法,合成了新型正极材料LiFeBO_3和LiFeBO_3/C。利用XRD、SEM等对材料的结构和形貌进行表征,结果表明:LiFeBO_3/C在形貌上比LiFeBO_3的颗粒分布更加均匀;电化学性能测试研究结果表明:LiFeBO_3/C样品的循环稳定性较好,具有高的充放电比容量,初始放电比容量为120.3 m Ah/g,具有较高的可逆比容量和优良的循环性能。该正极材料合成原料价格低廉,循环性能好,作为锂离子电池正极材料具有很高的可行性。

固相还原法制备的LiFeBO_3的性能

以偏硼酸锂(LiBO2)和氧化铁(Fe2O3)为原料,采用固相还原法合成了正极材料硼酸铁锂(LiFeBO3)。XRD、SEM及元素分析表明:产物是单一的LiFeBO3相,表面光滑均匀,铁主要以二价形态存在。在1.5～4.5 V循环,在600℃下煅烧24 h制备的LiFeBO3的0.1C首次放电比容量达188.7 mAh/g,以0.5C循环50次,容量衰减了2.9%。

固相反应烧结制备锂离子电池正极材料LiFeBO_3及其电化学性能

以氢氧化锂、草酸亚铁、硼酸为原料,采用固相反应烧结法制备硼酸铁锂(LiFeBO3)正极材料;并采用X射线衍射仪、扫描电镜以及电池测试仪等对其物相组成、微观形貌和电化学性能进行了研究。结果表明:在750℃烧结的LiFeBO3结晶度最高、颗粒尺寸均匀、电化学性能最好;在0.1C充放电倍率下此正极材料电池的首次放电容量可达154.6 mA·h·g-1,而0.2C,1C和3C倍率下其首次放电容量分别为118.3,93.3,51.8 mA·h·g-1;经25次充放电循环后,其放电容量保持在81 mA·h·g-1,稳定性良好。