锂离子电池正极材料磷酸铁锂的改性研究.pdf

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1、综述锂离子电池正极材料磷酸铁锂的改性研究沈孟锋，李凝，付憧津，卢娜，王俊芳(浙江师范大学工学院，浙江金华321004)摘要：磷酸铁锂(LiFePO+4)作为新兴的一种Li动力电池正极材料，具有安全性好、价格低廉、循环性能好、结构稳定等其他锂离子材料无可比拟的优点，是现代商业化锂离子电池首选的正极活性材料。综述了LiFePO4正极材料的充放电机理及提高LiFePO4电化学性能的改性现状：表面包覆、掺杂金属离子及纳米颗粒改性。最后指出利用纳米粒子效应，合成纳米LiFePO4颗粒正极材料具有更深远的现实意义。关键词：锂离子电池；磷酸铁锂；改性；电化学性

2、能中图分类号：TM912文献标识码：A文章编号：1002-087X(2011)10-1299-03Modificationoflithiumironphosphateoflithium-ionbatterycathodematerialSHENMeng-feng,LINing,FUChong-jin,LUNa,WANGJun-fang(CollegeofEngineering,ZhejiangNormalUniversity,JinhuaZhejiang321004,China)Abstract:Lithiumironphosphate(LiFe

3、PO)isanewcathodematerialforLi+batterywithabettersafety,lowercost,4bettercycleperformance,andstructuralstabilityadvantagesthanthatofotherlithium-ionmaterials,whichisachoiceofanactivecathodematerialinmoderncommerciallithium-ionbatteryfirstly.ThechargeanddischargemechanismofLiFe

4、PO4cathodematerialwasreviewedinthistext,andthemodificationincludingsurfacecoat,dopingmetalionsandnanoparticlestoimprovetheelectrochemicalperformanceofLiFePO4werealsodiscussed.Thepreparationofnano-particleLiFePO4cathodematerialwaspointedoutbynano-particleactioneffectsatlast,wi

5、thamorefar-reachingpracticalsignificance.Keywords:lithium-ionbattery;LiFePO4;modification;electrochemicalperformance进入21世纪，能源及环境污染已成为一个世界性的问交晶系(D16,P)，高比容量(170mAh/g)、平稳的放电平台(3.42hmnb题，最近几年原油价格不断上涨、以及原油泄漏、油罐爆炸等事Vvs.Li+/Li)，良好的循环稳定性和热稳定性以及价格低廉和故对整个生态环境的危害，更是进一步对一次能源的利用提出环境友好等优点

6、。但该材料低的电子电导率、堆积密度小和低了更严格的挑战。随着汽车工业的发展，汽油的污染问题也日的锂离子迁移速率限制了它的倍率性能。因此改进其电导率益突出。清洁汽车的研究在世界各国都开展得十分活跃，其中，和锂离子扩散率成为电化学界研究的重点。锂动力电池汽车就是在此基础上迅速发展起来的。锂动力电池1磷酸铁锂电池的充放电机理成为汽车发展的关键影响因素。锂电池的性能主要取决于所LiFePO4作为正极材料的充放电作用机理与LiCoO2、用电池内部材料的结构和性能。这些电池内部材料包括负极LiNiO2的不同，其在充放电过程中，参与电化学反应的是材料、电解质、

7、隔膜和正极材料等。其正极材料高的平台比容[2]LiFePO4和FePO4两相，反应如下：量和平台率则能为电池提供更稳定的工作电压和长时间的工充电反应：作寿命。锂电池正极材料多以钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂放电反应：(LiMn2O4)、镍钴酸锂(LiNixCo1－xO2)、镍钴锰酸锂(LiNi1/3Co1/3-+2+充电时，Li从LiFePO4中脱出，同时Fe失去电子氧化Mn1/3O2)、磷酸铁锂(LiFePO4)等材料研究较多，但尤以磷酸铁3++3+为Fe；放电时，Li嵌入FePO4，同时Fe得到电子还原为锂的特点而成为当前各国研究的重点。Fe

8、2++，形成LiFePO4。Li的脱出嵌入过程发生在LiFePO4/FePO41997年Padhi等[1]首次报道的磷酸铁锂(LiFeP