磷酸铁锂制备和纳米化地研究进展

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1、修改稿:磷酸铁锂制备和纳米化的研究进展杨克亚1,沈同德2,冯卫良1,焦迎春1,章轶1(1南京工业大学材料科学与工程学院,南京210009;2南京工业大学高技术研究院&材料化学工程国家重点实验室,南京210009)摘要磷酸铁锂(LiFePO4)锂离子电池正极材料具有比能量大、工作电压高、循环寿命长、无记忆效应、对环境友好等突出优点,但LiFePO4缺点是电子电导率和锂离子扩散系数较低,阻碍了其在生产生活中的进一步发展应用,而制备纳米化的LiFePO4电极材料并对其进行改性可以明显改善其电化学性能。本文主要综述了近年来国内外合成纳米LiFePO4的不同方法及其电化学性能,并介绍了当前Li

2、FePO4发展所遇到的问题,提出了锂离子电池今后发展的主要方向。关键词磷酸铁锂正极材料锂离子电池制备纳米化ResearchDevelopmentofNano-scaleLiFePO4YANGKeya1,SHENTongde2,JIAOYingchun1,FENGWeiliang1,LIJing(1NanjingUniversityofTechnology,CollegeofMaterialsScienceandEngineering,Nanjing210009;2NanjingUniversityofTechnology,High-technicalResearchInstitute

3、,Nanjing210009)AbstractLithiumionphosphate(LiFePO4)ascathodematerialsforlithiumionbatteryhastheadvantageofhighspecificcapacity,highworkingvoltage,longcyclelife,non-memoryeffect,non-toxicity,andsoon.BecauseoflowelectricconductivityandlowLi+diffusioncoefficientofLiFePO4,itsapplicationshavebeenlim

4、ited.Synthesizingnano-LiFePO4withmodificationcanbeawaytoovercomethisshortcoming.Thedifferentmethodsofsynthesizingnano-scaleLiFePO4anditselectrochemicalperformances,theproblemsofnano-scaleLiFePO4inrecentresearchhavebeensummarized.Thedirectionsforfuturedevelopmentofnano-scaleLiFePO4werepredicted.

5、基金项目:南京工业大学和南京高新技术产业开发区“三创”合作项目(课题号:39666007)2作者简介:杨克亚(1987-),男,硕士生,主要研究方向电极材料,Tel:13382000025,E-mail:yangky007@163.com,通讯地址:南京市浦口高新区星火路10号留学人员创业园A302室3联系人:沈同德(1965-),男,教授,博士后,主要研究纳米和非晶体材料的合成修改稿:KeywordsLiFePO4,lithiumionbattery,nano-scale,cathodematerial,synthesis0绪论锂离子电池是20世纪90年代逐渐发展起来的高容量可充电

6、电池。锂离子电池正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍锰钴三元材料及磷酸铁锂等。钴酸锂电池虽然结构稳定、比容量高、综合性能突出,但大型化后会有过热着火和爆炸危险,而且成本较高,不适宜用作动力电池正极材料。锰酸锂电池成本低,安全性好,但材料本身不稳定,循环衰减快,寿命较短。磷酸铁锂作为锂离子电池正极材料始于1997年A.K.Padhi等的报道,磷酸铁锂是一种橄榄石结构的阴离子聚合磷酸盐,具有锰酸锂、镍锰钴三元材料所不具备的循环寿命长、材料成本低、资源来源丰富的优点,且其电池容量大、电压平稳、工作电压适中、安全性能好、与电解质系统相容性好、无毒、无记忆性、对环境不会造成污染等特点,是目前理想的

7、混合动力与电动汽车高能量锂电池、超大容量电源、风能和太阳能储能设备的正极材料未来的发展方向,成为目前研发的热点。自从Goodenough[[]PadhiAK,NanjundaswamyKS,GoodenoughJB.Phosphoolivinesaspositive-electrodematerialsforrechargeablelithiumbatteries[J].JElectrochemSoc,1997,144(4):1188-1194.]等发现磷

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