纳米磷酸铁锂的制备及性能归纳.pdf

纳米磷酸铁锂的制备及性能归纳

一、磷酸铁锂的特点

LiFePO是一种非常有前途的锂离子电池正极材料,具有非常突出的优点,

4

LiFePO具有价格便宜、安全、环保等多种优势，是应用前景很好的锂离子电池

4

正极材料，特别是在对成本、循环寿命、安全要求非常苛刻的动力电池领域的应

用。但另一方面，由于LiFePO特定的结构所决定的一些缺点，严重地制约了

4

LiFePO的应用与发展。在LiFePO的结构中，由于没有连续的FeO共边八面体网

446

络，因此造成材料的低电子电导率；同时由于八面体之间的PO四面体限制了晶

4

格的体积变化，从而造成了LiFePO材料极低的电子导电率和离子扩散速率的缺

4

点，导致高倍率充放电性能较差。因此，提高电子电导率以及离子扩散速率成为

[1]

研究LiFeP0的重点。

4

为了提高LiFePO的电化学性能，合成环节采用的方法主要有：碳包覆，金

4

属掺杂以及控制晶粒大小和形貌。控制材料的晶粒大小以及形貌的方法很多，通

常是在合成LiFePO的过程中应用微纳米合成技术，并通过相关检测手段评价材

4

料的性能，发现晶粒大小和形貌对材料电化学性能影响的规律性。下面就对近年

来纳米合成磷酸铁锂的方法做简单归纳。

二、纳米磷酸铁锂的制备方法

目前纳米LiFePO颗粒的制备方法主要有高温固相法、溶胶-凝胶法、水热

4

合成法、共沉淀法、微波合成法、模板合成法等。

1高温固相法

高温固相法是指在高温的条件下各固体反应物之间发生反应,进而得到所

需产物的一种材料制备方法。该法制备工艺简单,易于产业化,进行大规模生产,

但存在所得颗粒尺寸分布范围广、颗粒形貌不规则等缺点。

Kang[2]等以LiCO、FeCO.2HO、NHHPO为原料,按照非化学计量

23242424

比制备了Fe和P原子缺失比为2：1的纯FePO颗粒,所得材料颗粒的

0.90.954-x

平均粒径为50nm,表现出了优良的高倍率充放电性能。在2C时放电比容量为

.-1

166mAhg,达到了理论比容量(LiFePO和LiPO混合物的理论比容量);

4427

在20C、50C和60C时比容量分别为理论比容量的89%、80%、60%,并表现出

优异的循环稳定性。Kang的研究表明,颗粒表面覆盖的5nm左右的LiPO层

427

削弱了LiFePO4颗粒表面的各向异性,提高了锂离子在(010)晶面的传输能力,

进而提高了其电化学性能。

2溶胶-凝胶法