锂离子电池聚阴离子型正极材料

聚阴离子型正极材料具有高安全性、低成本和环境友好等优点,是最具潜力的车用动力锂离子电池正极材料之一,但是较低的电子电导率和离子电导率以及较差的倍率性能和低温性能限制了这类材料的实际应用。近年来,通过对材料进行表面包覆电子良导体、体相掺杂以及制备纳米尺寸材料等,显著提升了部分聚阴离子型正极材料的电化学性能;同时,还实现了磷酸亚铁锂在车用动力电池中的实际应用。本文论述了近年来聚阴离子型正极材料研究领域中的研究热点及进展,特别是近几年重新成为研究热点的硅酸盐和硫酸盐正极材料,重点讨论了各种聚阴离子型正极材料的晶体结构、合成及改性方法、电化学性质、安全性以及实际应用所面临的技术瓶颈等,最后探讨了提升材料性能的可能途径。     

LiFePO4单颗粒电化学本征性能的快速精确评测

通常需要将电活性材料与导电剂、粘接剂等辅助物质混合后,制成复合电极来评测材料的电化学性能,但辅助物质和复合电极结构可能影响评测结果的准确性. 由于单颗粒微电极可选取单一颗粒进行测试,无需加入添加剂材料,因此,采用单颗粒微电极评测材料性能可以得到材料的本征性能. 同时,单颗粒微电极还可以实现对材料的快速、精确评测. 本文利用单颗粒微电极方法测试了球形LiFePO4颗粒的循环伏安特性、循环稳定性和动力学性能. 结果表明,单颗粒微电极可以20 mV?s-1的速率快速扫描、精确测试,测得锂离子在该颗粒中的扩散系数约为2.4 ~ 3.2?10-11 cm2?s-1,电化学反应的控制步骤为锂离子的固相扩散控制. 另外,LiFePO4颗粒在该单颗粒微电极构成的电池中表现出良好的循环稳定性. 这些显示了单颗粒微电极在电极材料特性研究中的可行性.