液-固相法合成LiMn_(0.6)Fe_(0.4)PO_(4)的性能

磷酸锰锂(LiMnPO_(4))材料的电导率低且充放电过程易发生Jahn-Teller效应,导致电化学性能不理想。通过液-固相法合成磷酸锰铁锂(LiMn_(0.6)Fe_(0.4)PO_(4))正极材料,并对晶体结构、放电曲线特性、循环性能等进行分析。Fe均匀地掺入Mn位形成固溶体,样品的常温电化学性能得到改善。在2.0~4.3 V循环,0.1 C倍率下的放电比容量为156.5 mAh/g;以1.0 C倍率循环2000次,容量保持率超过80%。容量衰减主要源于循环过程中正极材料颗粒产生裂纹及颗粒粉化。

氟掺杂改性LiMn_(0.5)Fe_(0.5)PO_(4)正极材料及其电化学性能

目前磷酸铁锂材料由于其较低的能量密度难以满足使用需求。磷酸锰铁锂具有比磷酸铁锂更高的能量密度,同时兼顾磷酸铁锂低成本和晶体结构稳定性的特点。然而缓慢的锂离子扩散动力学和Mn^(3+)引起的Jahn-Teller效应导致材料的循环和倍率性能差,限制了磷酸锰铁锂实际应用。本工作通过引入F离子掺杂,构筑沿b轴取向生长的110nm纳米颗粒磷酸锰铁锂正极材料,探究了它们的基本物理化学性质与电化学性能,发现沿b轴取向生长并暴露的(010)晶面能够显著提升锂离子扩散动力学。此外,F离子引入显著增强了Li—O键以及PO_(4)^(3−)骨架结构,提高锂离子嵌入和脱出过程中晶体结构稳定性。因此,在0.1C和5C电流下,改性磷酸锰铁理正极材料可逆放电比容量分别为153mA·h/g和106mA·h/g。相比于未改性材料,1C循环750次后比容量保持率从90.6%提升到96.4%。

锂离子电池磷酸锰铁锂正极材料研究进展

磷酸锰铁锂(LiMn_(1-x)Fe_(x)PO_(4),0<x≤0.5)兼具LiFePO_(4)结构稳定性好和LiMnPO4工作电压高(4.10 V(vs.Li/Li^(+)))的优点,其能量密度相较于LiFePO_(4)可提升15%∼20%,是一种极具产业化应用前景的锂离子电池(LIBs)正极材料。然而,该材料的电化学性能受到了其离子/电子传输能力弱和晶体结构稳定性不足等问题的严重限制,难以满足产业化应用需求。总结了LiMn_(1-x)Fe_(x)PO_(4)正极材料近年来的研究进展,从晶体结构、储锂机制、制备方法和性能提升策略等方面进行了系统阐述和深入分析。在此基础之上,对LiMn_(1-x)Fe_(x)PO_(4)正极材料的产业化发展路径进行了总结与展望,对LiMn_(1-x)Fe_(x)PO_(4)正极材料电化学储锂机制、制备方法与性能提升策略的深入分析,可为该材料的基础研究和产业开发提供重要理论指导。