橄欖石型LiFePO4簡介

???? 作為鋰離子電池新型正極材料，橄欖石型LiFePO4近年來倍受關注。與現有的鋰離子電池正極材料LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2相比，LiFePO4具有優異的循環性能和安全性能，且環境友好、資源豐富。然而LiFePO4低的振實密度、低的電導率以及差的大倍率充放電性能成為其發展的瓶頸。針對LiFePO4正極材料的關鍵問題開展了較系統的研究，取得以下四個方面的主要結果： 1.通過不同方法制備正極材料LiFePO4，經研究發現產物的性能與制備條件密切相關：在固相法制備產物的過程中，前驅體混和得越均勻，惰性氣氛控制得越好，制得產物的純度、結晶度就越高，得到的顆粒越小，其充放電性能也越好；前驅體經壓片后煅燒制得產物的振實密度比未壓片的提高了將近一倍。與傳統的固相合成法相比，前驅體經液相處理制備的產物有更多的雜質、更差的晶型以及更低的充放電比容量。 2.首次以CaB6為添加劑合成了LiFePO4/CaB6復合材料，經研究發現，CaB6的摻入顯著提高了LiFePO4的振實密度(提高了40～65％)、電導率(3～5個數量級)以及產物的倍率輸出性能。通過比較產物的粒度和晶胞參數，發現粒度對產物的振實密度影響更大，并且填隙率高的產物振實密度較大。 3.發現少量Cu2+的摻雜極大地提高了產物的振實密度(40％)以及倍率輸出性能，但卻增加了產物的容量損失率。實驗數據表明，Cu2+更傾向于摻雜在LiFePO4的Fe位。 4.研究了LiFePO4在電解質溶液中的界面特性。通過玻璃三電極研究了LiFePO4界面阻抗隨放置時間、充電過程及循環三周前后的變化。對LiFePO4阻抗譜中的三個半圓，分別指認對應前置反應阻抗Rx、SEI膜阻抗Rs、電荷傳遞阻抗Rct。發現放置時間以及充放電過程對Rx、Rs、Rct的影響很大。通過恒電流滴定法測定了鋰離子的擴散系數，測得數量級在10-18～10-13cm2s-1范圍內。 關鍵字:磷酸鐵鋁,摻雜改性,鋰離子電池,正極材料?
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