什么是橄欖石型LiFepO4?

作為鋰離子電池新型正極材料，橄欖石型LiFepO4近年來倍受關(guān)注。

1.與現(xiàn)有的鋰離子電池正極材料LiCoO、LiMn2O4、LiNiO2相比，LiFepO4具有優(yōu)異的循環(huán)性能和安全性能，且環(huán)境友好、資源豐富。然而LiFepO4低的振實(shí)密度、低的電導(dǎo)率以及差的大倍率充放電性能成為其發(fā)展的瓶頸。針對LiFepO4正極材料的關(guān)鍵問題開展了較系統(tǒng)的研究，取得以下四個(gè)方面的主要結(jié)果：1.通過不同方法制備正極材料LiFepO4，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物的性能與制備條件密切相關(guān)：在固相法制備產(chǎn)物的過程中，前驅(qū)體混和得越均勻，惰性氣氛控制得越好，制得產(chǎn)物的純度、結(jié)晶度就越高，得到的顆粒越小，其充放電性能也越好；前驅(qū)體經(jīng)壓片后煅燒制得產(chǎn)物的振實(shí)密度比未壓片的提高了將近一倍。與傳統(tǒng)的固相合成法相比，前驅(qū)體經(jīng)液相處理制備的產(chǎn)物有更多的雜質(zhì)、更差的晶型以及更低的充放電比容量。

2.首次以CaB6為添加劑合成了LiFepO4/CaB6復(fù)合材料，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，CaB6的摻入顯著提高了LiFepO4的振實(shí)密度(提高了40～65％)、電導(dǎo)率(3～5個(gè)數(shù)量級(jí))以及產(chǎn)物的倍率輸出性能。通過比較產(chǎn)物的粒度和晶胞參數(shù)，發(fā)現(xiàn)粒度對產(chǎn)物的振實(shí)密度影響更大，并且填隙率高的產(chǎn)物振實(shí)密度較大。

3.發(fā)現(xiàn)少量Cu2+的摻雜極大地提高了產(chǎn)物的振實(shí)密度(40％)以及倍率輸出性能，但卻增加了產(chǎn)物的容量損失率。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，Cu2+更傾向于摻雜在LiFepO4的Fe位。

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充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

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4.研究了LiFepO4在電解質(zhì)溶液中的界面特性。通過玻璃三電極研究了LiFepO4界面阻抗隨放置時(shí)間、充電過程及循環(huán)三周前后的變化。對LiFepO4阻抗譜中的三個(gè)半圓，分別指認(rèn)對應(yīng)前置反應(yīng)阻抗Rx、SEI膜阻抗Rs、電荷傳遞阻抗Rct。發(fā)現(xiàn)放置時(shí)間以及充放電過程對Rx、Rs、Rct的影響很大。通過恒電流滴定法測定了鋰離子的擴(kuò)散系數(shù)，測得數(shù)量級(jí)在10-18～10-13cm2s-1范圍內(nèi)。關(guān)鍵字:磷酸鐵鋁,摻雜改性,鋰離子電池,正極材料