正极材料磷酸铁锂的研究.pdf

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1、化学工程师ChemicalEngineer2014年第O2期：文章编号：1oo2—112412014}02一oo44加匀I：一：：萎正蓦张晓波(哈尔滨庆缘电工材料股份有限公司。黑龙江哈尔滨150040)摘要：以磷酸铁锂为正极材料的锂离子电池以其高环保、低价格、长寿命、安全性优越等特点，越来越受到研究者的关注和青睐。本文对磷酸铁锂的合成方法和改性研究进行了综述。关键词：磷酸铁锂；合成方法；改性方法中图分类号：TM912文献标识码：AResearchprogressonLiFePO4ofcathodem

2、aterialZHANGXiao—bo(HarbinQingyuanElectricMmaterialCo．，Ltd．，Harbin150040，China)Abstract：Lithiumironphosphateasthecathodematerialoflithiumionbatterieswithhighenvironmentalpro—tection，lowprice，longlife，excellentsecurityetc，hasdrawnmoreandmoreattentionand

3、favorfromresearchers．Inthispaper，latestresearchprogressaboutthesynthesismethodofthelithiumironphosphate，aswellasitsrood-ificationhavebeenreviewed．Keywords：LiFePO4；syntheticmethod；modificationmethod锂离子电池以其能量密度高、使用寿命长、无认为是纯电动汽车的最理想电源材料之一，除此之污染等优点，成为便携式产品

4、的主要选择电源。目外，随着人们环保意识的提高，安全绿色高效的电前，锂离子电池使用的正极材料主要有LiNiO：、池就越来越具有吸引力，以磷酸铁锂作为正极材料LiCoO：和LiMn0。这3种材料均存在相当大的缺的锂电池具有循环性能优良、热稳定性良好、原材点：LiNiO合成条件苛刻，热稳定性和循环稳定性较料来源广泛且没有污染等优点，被认为是最有前景差；LiCoO钴资源的严重缺乏，价格昂贵，存在安全的锂离子电池正极材料。问题；LiMn：0与电解质的相容性不好，高温性能较差，充放电过程中存在Jahn—Tell

5、er效应，容量衰减1合成方法快。自1997年Goodenought】等首次报道具有橄榄石磷酸铁锂因其自然资源丰富、长寿命与安全性型结构的LiFePO能可逆地嵌人和脱嵌锂离子，以能优异而引起研究者们极大的关注和青睐。但是，其原料来源广泛、价格低廉、环境友好，而且橄榄石结构LiFePO的电导率与离子扩散速率很LiFePO结构稳定，具有适中的电位平台和较高的低，影响了这种材料在工业上的量产化。近年来，为比容量，受到了人们极大的关注和青睐，并迅速成了改进磷酸铁锂的电化学性能，许多研究者将注意为锂离子电池领域

6、的研究热点【2,31。本文综述了磷酸力放在合成路线及合成工艺上，合成方法有高温固铁锂的各合成方法的优劣势及其改性方面的最新相法、碳热还原法、共沉淀法、溶胶一凝胶法、微波研究进展。合成法、水热合成法等，接下来叙述各合成方法的随着现代科技文化的快速发展和人们需求的优缺点。日益提高，人类对能源的需求也随着日益增加，尤其是近些年来，随着数码电子产品的开始朝着小型1．1高温固相法高温固相法是目前磷酸铁锂生产的主要方法。轻便化发展以及数码产品的日益普及，锂离子电池具有极其广泛的市场需求，同时，锂离子电池也被高温

7、固相法的优点是工艺简单、易实现产业化；而其主要缺点是产物颗粒不均匀，晶形无规则，粒径分布范围广；缺点是实验周期长，产物粒径不容易控制，收稿日期：2013—11-08性能不均匀，并且在合成过程中需要使用惰性气体作者简介：张晓波(1963一)，女，工程师，1985年毕业于齐齐哈尔轻工保护。学院(现齐齐哈尔大学)，分析化学专业，大学本科学历，现从事化学分析及绝缘材料研制工作。1．2碳热还原法2014年第02期张晓波：正极材料磷酸铁锂的研究45此法是高温固相法的一种，在化工、冶金工业(2)晶相掺杂是对LiF

8、ePO晶体中的锂位、铁位中已广泛应用，此方法的优点是成本低，工艺简单，进行掺杂的方法，用少量的金属离子取代部分Lj或产物粒度细，电化学性能良好。Fez+。使掺杂后形成的复合材料具有良好的导电性能1．3共沉淀法。优势在于几乎不影响材料实际密度的情况下提高优点在于制备的材料活性大、粒度小且粒度分LiFePO晶格内部的导电率，缺点在于成本较高。布均匀，热处理温度较低，热处理时间较短，能耗低。缺点在于合成要求不同原料具有相似的水解或3结论沉淀条件，这一要求限制了原料的选择范围