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《锂离子电池正极材料Li_2FeSiO_4的研究进展.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、Vol39No1化工新型材料第39卷第1期28NEWCHEMICALMATERIALS2011年1月锂离子电池正极材料Li2FeSiO4的研究进展彭春丽张佳峰曹璇张宝沈超(中南大学冶金科学与工程学院,长沙410083)摘要硅酸铁锂(Li2FeSiO4)作为一种新型的锂离子电池正极材料,由于其高比能量、价格低廉、环境友好、安全可靠,且硅酸盐储量丰富等特点,具有良好的应用前景。综述了Li2FeSiO4的晶体结构和充放电机理,着重叙述了固相合成法、水热合成法、溶胶凝胶法、微波合成法等工艺合成Li2FeSiO4的研究进展,对各种方法的优缺点进行了分析对比。目
2、前Li2FeSiO4的研究趋势应是合成晶型单一、粒径细小、高离子导电率和高电子导电率的复合材料。关键词锂离子电池,正极材料,硅酸铁锂,合成方法,改性ResearchprogressofLi2FeSiO4cathodematerialforLiionbatteryPengChunliZhangJiafengCaoXuanZhangBaoShenChao(SchoolofMetallurgicalScienceandEngineeringofCentralSouthUniversity,Changsha410083)AbstractLi2FeSiO4hasbecomepromi
3、singascathodeoflithiumionbatteriesbecauseofitshighenergydensity,lowcost,safety,environmentalbenignandabundantsilicate.Thecrystalstructure,mechanismofchargeanddischarge,andsyntheticmethodssuchassolidstatesynthesismethod、hydrothermalsynthesismethodandsolgelmethodwereemphasized.Advantagesanddisad
4、vantagesofeachmethodwerecomparedandanalyzedaswell.TheresearchtrendofLi2FeSiO4wasthatsynthesizingmaterialswithsinglecrystallattice,fineandevenparticlesize,highelectronconductanceandhighiondiffusioncoefficient.Keywordslithiumionbattery,cathodemateria1,lithiumironsilicate,synthesismethod,modificat
5、ion[1]1997年,Padhi的创新性工作证明了橄榄型的LiFePO41Li2FeSiO4的结构、性质具有良好的锂离子的嵌入和脱出的功能,有望成为新一代的-9锂离子电池正极材料。然而,LiFePO4的电子导电率(约101.1Li2FeSiO4的结构Scm-1)很低,导致它的大电流充放电性能较差[26]。2005Li2FeSiO4具有与Li3PO4类似的晶体结构,如图1所年以来,AntonNytn[711]等相继报道了Li[23]2FeSiO4的研究进示。正交晶系,空间群为Pmn21,晶格常数a=062661nm,展,因其价格低廉,环境友好,循环性能好,引起了国内外研
6、究b=053295nm,c=050148nm。在Li2FeSiO4结构中,所有原[1222]团体的广泛关注。子都以四面体配位形式存在,氧原子以正四面体紧密堆积方由于电解质的原因,Li2MSiO4正极材料在实验中的电压式排列,Li、Fe与Si各自处于氧原子四面体中心位置,各自与只能在5V以内,而Li2MSiO4中只有Li2FeSiO4与4个氧原子分别形成LiO4、FeO4和SiO4四面体结构,多个平Li2MnSiO4的充放电电位在5V以内,所以这两种材料就成为行于ab平面的波状[SiFeO4]层沿c轴方向通过LiO4四面体了研究的重点。相对于Li2FeSiO4,Li2MnSiO4有着
7、很高的理联接构成Li2FeSiO4。在层内每个SiO4四面体四个角上的氧论容量,但是由于自身电子电导率低而导致循环性和可逆性原子分别与相邻的FeO4四面体共用,而每个FeO4四面体四差的缺点阻碍了发展。Li2FeSiO4有着良好的可逆性和循环个角上的氧原子也分别与相邻的SiO4四面体共用。锂离子性,但较其它Li2MSiO4(M=Mn、Co、Ni)的缺点就是理论容量则占用相邻[SiFeO4]层之间的四面体位置,因此,对于LiO4低,所
