离子交换法制备LiFePO4的研究

磷酸亚铁锂(LiFePO_4)材料具有原料丰富、成本低、比容量相对较高、对环境友好、无毒无害、热稳定性好等突出的优点,是一种颇具潜力的下一代锂离子电池正极替代材料,尤其适合作为电动车用高功率电池正极材料,日益成为各国科研工作者和企业的研发热点,在我国众多企业的LiFePO_4项目已经启动。目前磷酸亚铁锂材料的制备方法主要有固相法、液相法、微波法和固腋相法。不同     

由黄磷副产物磷铁合成球形LiFePO4

以生产磷的副产物磷铁和混合锂盐(Li2CO3+LiOH·H2O)为原料,采用流变相法成功地合成了具有高附加值的锂离子电池正极材料--球形磷酸亚铁锂(LiFePO4,1),其结构经XRD表征,表面形貌通过SEM观察,氧化还原电位由循环伏安曲线测定.在750 ℃焙烧15 h制备的1属正斜方晶系,平均粒径38.3nm,氧化、还原电位分别为3.51 V和3.36 V.     

动力锂离子电池正极材料磷酸钒锂制备方法

锂离子电池新型正极材料的开发是当前的研究热点,其中磷酸盐材料以其结构稳定、安全性能好及资源丰富等优点备受关注。磷酸钒锂理论能量密度可达500mWh/g,具有较高的电子离子导电性、理论充放电容量及充放电电压平台,被认为是一种极具竞争优势和应用前景的动力锂离子电池正极材料。传统磷酸钒锂合成方法有固相合成法、碳热还原法、溶胶凝胶法和水热合成法等,近年来,又出现了湿法固相配位法、微波固相合成法和流变相法等新型合成方法。本文简要介绍了磷酸钒锂的结构和性能特点,对磷酸钒锂制备方法的最新研究进展进行了较为全面的阐述,并详细介绍了本研究团队近年来在磷酸钒锂材料新型合成方法方面的探索成果。同时对各种合成方法的制备工艺及材料性能进行了对比分析,并探讨了当前存在的问题及未来的研究方向。     

由PAA-Li制LiFePO4/C及其充放电性能与容量损失

由PAA-Li制LiFePO4/C及其充放电性能与容量损失;锂离子电池;磷酸亚铁锂;聚丙烯酸;容量损失     

不同合成方法对LiFePO4/C正极材料性能的影响

以磷酸亚铁为原料,分别采用磷酸亚铁与磷酸锂的直接合成法(直接法)和磷酸亚铁与原位合成磷酸锂的合成法(磷酸锂原位合成法)合成了橄榄石型LiFePO4/C复合正极材料.用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、以及充放电测试等方法对材料进行了结构表征和电化学性能测试.实验结果表明两种不同方法得到的样品具有橄榄石晶体结构....     

LiFePO4：水热合成及性能研究

LiFePO4是继尖晶石型LiMn2O4[1]之后的一种新型锂离子电池正极材料,其具有结构稳定,工作电位适中(3.45VvsLi/Li )、可逆容量高、无毒价廉等优点,被认为是极具发展潜力的锂离子电池正极材料[2]。有关LiFePO4的结构[3]和性能[4]研究引人关注。目前,LiFePO4主要是采用高温固相法[5]来合成,尽管简单方便,但由于该传统方法的局限性,很难得到纯度高、粒径小、电性能好的LiFePO4。因此人们尝试用微波加热[6]、溶胶-凝胶[7]、共沉淀[8]等制备方法,希望得到理想的LiFePO4材料,但是采用水热法制备LiFePO4鲜见报道。本文采用水热法制备了纯…     

LiFePO_4新型正极材料电化学性能的研究

采用固相反应结合高速球磨法,合成了锂离子电池新型正极材料LiFePO4,并对该材料进行碳包覆处理;采用XRD、SEM、元素分析以及价态化学分析等方法对样品进行表征.实验表明,LiFePO4具有3.4V的放电电压平台,而且包覆碳后的磷酸铁锂具有更好的电化学性能,首次放电容量达147mAh/g,充放电循环100次后容量只衰减9.5%.     

锂离子电池正极材料LiFePO_4的微波合成及结构表征

以乙酸锂、草酸亚铁、磷酸二氢铵为原料,利用微波法制备出锂离子正极材料磷酸亚铁锂,同时在不同的时间下研究其对反应物合成的影响.用X射线衍射技术、扫描电子显微镜等对产品的晶体结构进行表征,结果表明:微波合成法具有反应时间短、能耗小、合成效率高等优点,其合成的磷酸亚铁锂的晶体结晶度较好、粒度分布较均匀、晶粒比较完整;同时也证实了微波合成是一种比较好的合成方法.     

锂离子电池正极材料LiFePO4的微波合成及结构表征

以乙酸锂、草酸亚铁、磷酸二氢铵为原料,利用微波法制备出锂离子正极材料磷酸亚铁锂,同时在不同的时间下研究其对反应物合成的影响.用X射线衍射技术、扫描电子显微镜等对产品的晶体结构进行表征,结果表明：微波合成法具有反应时间短、能耗小、合成效率高等优点,其合成的磷酸亚铁锂的晶体结晶度较好、粒度分布较均匀、晶粒比较完整;同时也证实了微波合成是一种比较好的合成方法.     

碳包覆磷酸亚铁锂/石墨烯复合结构的制备及其电化学性能

通过简单的水热和气相沉积法合成了碳包覆磷酸亚铁锂/石墨烯复合材料,通过XRD,SEM,TEM等对其形貌进行了表征,并将其用作锂离子电池正极材料进行电化学性能表征,结果表明:碳包覆磷酸亚铁锂/石墨烯复合材料即使在10C的倍率下仍有115mAh·g~(-1)的容量,同时在10C循环300次,容量保持率为82%.其优异的倍率和循环性能归因于沉积碳、石墨烯以及磷酸亚铁锂之间层层叠加的独特三维导电结构.     

LiFePO4基高功率锂离子电池

LiFePO4是近年来刚刚发展起来的一种新型锂离子电池正极材料，具有安全性能好、循环寿命长、环境友好、价格便宜等优点，被认为是最有前途的新一代锂离子电池正极材料，在动力电池和高功率电池等领域将有着广阔的应用前景，所以磷酸铁锂材料和电池已成为国内外电源界研究和开发的热点。     

Ag掺杂LiFePO_4/C正极材料的结构及电化学性能

用真空固相反应与液相还原结合的方法,合成了锂离子电池正极材料——金属银掺杂的覆碳磷酸铁锂(LiFePO4/Ag/C),用X射线衍射、扫描电镜、循环伏安、交流阻抗等技术研究其结构、形貌及电化学性能。结果表明,该正极材料为橄榄石型晶体、类球形颗粒(粒径范围约为0.5~2.0μm);Ag掺杂能使合成的LiFePO4颗粒粒径更小、分布更均匀,有效地提高其电化学循环性能;LiFePO4/Ag/C电极0.1C倍率充放的首次放电比容量为138.2mAh/g,50次循环的放电比容量为130.1mAh/g,最高放电比容量为148.3mAh/g;LiFePO4/Ag/C正极材料具有良好的锂离子传导性能,其锂离子扩散系数(DLi+)为8.94×10-15cm2/s。     

锂离子蓄电池正极材料LiFePO4研究进展

锂离子电池正极材料正在向着高比能量、长寿命、低成本、环境友好的方向发展，而具有橄榄石结构的LiFePO4正极材料以其结构稳定、成本低、无污染等优点成为21世纪最理想的绿色电源，但自身也存在缺点。综述了锂离子电池正极材料LiFePO4的研究进展。系统地阐述了LiFePO4的晶体结构特征及性能、多种合成方法以及掺杂多种导电材料和控制晶体生长制备纳米粉体对材料性能的影响。对该材料的应用前景进行了展望，并提出了下一步可能的研究趋势。     

新型聚阴离子型正极材料的合成、结构表征及电化学性能

寻求廉价、安全、环境友好并具有高比能量的可充锂电池正极材料成为目前锂离子电池材料研究的热点之一。聚阴离子型正极材料（如：橄榄石型LiFePO4材料）作为新一代锂离子电池正极材料引起了人们的广泛关注，给锂离子电池正极材料带来了安全、廉价、环境友好的希望，为动力及储能电池的发展提供一个很好的材料体系选择。硅酸盐材料（Li2MSiO4，M为金属元素）理论上可以允许可逆的嵌脱两个锂，因而具有较高的理论容量，     

高倍率性能正极材料LiFe_(0.9)Mg_(0.1)PO_4的结构

应用高温固相反应合成锂离子电池正极材料LiFePO4和LiFe0.9Mg0.1PO4.不同浓度的K2S2O8水溶液氧化LiFe0.9Mg0.1PO4制备部分脱锂两相混合物Li0.4Fe0.9Mg0.1PO4及完全脱锂单相化合物Li0.1Fe0.9Mg0.1PO4.X射线衍射物相分析(XRD),选区电子衍射(SAED)和高分辨原子图像(HRTEM)测试表明,脱锂相Li0.1Fe0.9Mg0.1PO4是单相化合物,没有发生相分离.点阵参数计算表明,LiFe0.9Mg0.1PO4体系嵌锂相和脱锂相的晶格错配度与LiFePO4体系相比有所降低,这正是锂离子电池正极材料LiFe0.9Mg0.1PO4具有高倍率循环充放电比容量的结构基础.     

掺碳制备锂离子电池正极材料LiFePO4

采用固相法合成LiFePO4和掺碳的LiFePO4,并对不同掺碳量的LiFePO4进行电化学性能测试,室温条件下,在0.1 C倍率下充放电,样品d(ωC=8.5%)的初始放电容量为151.7 mA·h/g.10次循环后,其放电比容量仍有149.5 mA·h/g,容量损失较小.这表明,在合适的制备工艺条件下,掺碳能获得结构稳定、电化学性能良好的锂离子电池正极材料LiFePO4.     

基于磷酸铁锂的锂离子动力电池性能

磷酸铁锂（LiFePO4）因其无毒、对环境友好、原材料来源丰富、比容量高、循环性能好、安全性能优异等特点已被公认为突破正极材料制约的新一代安全低成本高容量大功率型动力或储能锂离子电池首选正极材料，已成为我国及世界主要发达国家锂离子动力电池的重点发展方向。     

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。     

锂硫二次电池正极研究进展

综述了锂硫电池中硫基正极材料的制备方法、结构特征以及电化学性能. 简述了单质硫正极材料, 重点探讨了有机硫化物、碳/硫复合材料、聚合物/硫复合材料的结构设计、材料制备、反应机理以及充放电特性, 并对其中存在的问题进行了分析, 还介绍了硫化锂正极材料. 最后对硫基正极的进一步发展, 以及锂硫电池的商业化应用进行了展望.     

FTIR研究LiFePO4的充放电过程

随着便携式电子设备的日益普及,人们对支撑这些设备运行的后备电源提出了越来越高的要求.锂离子电池与传统的铅酸和镍镉电池相比具有更大的电动势、更大的比能量(120～150 Wh/kg,是常用的Ni-Cd电池的2～3倍)以及较好的充放循环性能,因此成为目前使用较多的高性能便携能源设备.作为锂离子电池的重要组成部分,正极材料一直是人们重点研究的一个内容,目前应用较广的是LiCoO2,它具有放电电压高、放电平稳、高倍率放电性能好、比能量高、循环性好和生产工艺简单等优点,但由于Co的毒性大、储量低导致这种材料不环保、价格高,并且由于Co4+的高氧化性使LiCoO2只能获得理论值一半的容量,并存在一定的过充电安全隐患,因此人们一直在寻找更好的正极材料.1997年Padhi等人[1]首次报道了具有橄榄石结构的LiFePO4可以作为锂离子电池正极材料,这种材料具有较平坦的3.4 V电压平台、较高的比容量(大于160 mAh/g)、所含元素储量丰富、绿色环保、易于制备和安全性好等优点,被认为是有望替代LiCoO2的正极材料,成为近年来这一研究领域的热点.为了了解LiFePO4的电化学反应机理,Padhi[1]和Takahashi[2]等人用XRD研究了LiFePO4化学脱锂和电化学脱锂后的结构变化,表明Li+的脱嵌过程中LiFePO4和PO4两相共存.Burba等人[3]也使用FTIR和Raman光谱研究了LiFePO4化学脱锂后的结构变化,表明分子光谱是研究LiFePO4结构变化的很好手段,为了更深入理解LiFePO4电化学反应过程中的变化, 本文使用FTIR对LiFePO4在充放电过程中不同充放电阶段的结构变化进行了研究.