磷酸鐵鋰電池正極材料性能改進(jìn)的方法

來源：存能電氣  日期：2019-09-03 09:15  瀏覽量：次

　　磷酸鐵鋰電池正極材料性能改進(jìn)的方法。在正極材料當(dāng)中，最常用的材料有鈷酸鋰，錳酸鋰，磷酸鐵鋰和三元材料。磷酸鐵鋰電池正極材料因其優(yōu)良的電化學(xué)性能，被認(rèn)為是最具應(yīng)用前景的鋰離子電池正極材料之一。但由于其導(dǎo)電率低和鋰離子擴(kuò)散速率慢等問題，一直制約其發(fā)展。

　　磷酸鐵鋰電池正極材料性能改進(jìn)的方法

　　由于磷酸鐵鋰正極材料本身較差的導(dǎo)電率和較低的鋰離子擴(kuò)散系數(shù)，國內(nèi)外研究者在這些方面進(jìn)行了大量的研究，也取得了一些很好的效果。其改性研究主要在3個(gè)方面:摻雜法、包覆法和材料納米化。

　　①摻雜法

　　摻雜法主要是指在磷酸鐵鋰晶格中的陽離子位置摻雜一些導(dǎo)電性好的金屬離子，改變晶粒的大小，造成材料的晶格缺陷，從而提高晶粒內(nèi)電子的導(dǎo)電率以及鋰離子的擴(kuò)散速率，進(jìn)而達(dá)到提高磷酸鐵鋰電池材料性能的目的。目前，摻雜的金屬離子主要有Ti4＋、CO2＋、Zn2＋、Mn2＋、La2＋、V3＋、Mg2＋。

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　　在LiFePO4材料表面包覆碳是提高電子電導(dǎo)率的一種有效方法，碳可以起到以下幾個(gè)方面的作用：①抑制LiFePO4晶粒的長大，增大比表面積;②增強(qiáng)粒子間和表面電子的導(dǎo)電率，減少電池極化的發(fā)生;③起到還原劑的作用，避免Fe的生成，提高產(chǎn)品純度;④充當(dāng)成核劑，減小產(chǎn)物的粒徑；⑤吸附并保持電解液的穩(wěn)定。

　　③材料納米化

　　相較在導(dǎo)電性方面的限制，鋰離子在磷酸鐵鋰電池材料中的擴(kuò)散是電池放電的最主要也是決定性的控制步驟。由于LiFePO4的橄欖石結(jié)構(gòu)，決定了鋰離子的擴(kuò)散通道是一維的，因此可以減小顆粒的粒徑來縮短鋰離子擴(kuò)散路徑，從而達(dá)到改善鋰離子擴(kuò)散速率的問題。

　　采用離子摻雜、包覆、材料納米化3種改性方法對(duì)磷酸鐵鋰電池正極材料在電導(dǎo)率低、鋰離子擴(kuò)散速率慢、低溫放電性能差等方面的不足有很大的改進(jìn)。因此，通過以上方法來全面提高磷酸鐵鋰的綜合性能仍然是當(dāng)前和今后該領(lǐng)域研究和應(yīng)用的主要發(fā)展方向之一。

　　磷酸鐵鋰電池正極材料的性能

　　目前，以磷酸鐵鋰電池為代表的新能源產(chǎn)業(yè)正在迅速發(fā)展，磷酸鐵鋰電池的一些特點(diǎn)決定了它的用途非常廣泛,他的安全性能好,據(jù)說投到火里也不會(huì)爆炸,耐過放電,耐過充電,所以要比鋰離子電池和鋰聚合物電池更皮實(shí),安全性更好；

　　此外它還很適合用作動(dòng)力電池,因?yàn)樗惨灿心痛箅娏鞣烹?快速充電的優(yōu)良特點(diǎn).磷酸鐵鋰電池的壽命又很長,不是普通的鉛酸電池可以比擬的,據(jù)說1C使用可以重復(fù)使用2000個(gè)循環(huán)。

　　綜上,磷酸鐵鋰正極材料的發(fā)展前景非常廣泛,可以替代目前的鉛酸電池和各種鋰電池。