锂离子电池新型正极材料LiFePO_4的研究与进展

【摘要】：近年锂离子电池正极材料的研究正在向低成本、环保、高比能量、高循环特性的方向发展,所以橄榄石型磷酸铁锂颇受关注。因为此材料具有170mAh/g的理论比能量和3.5V的电压、环境友好、成本低廉以及较好的热稳定性能,但其导电率较低,大电流充放电时容量衰减很快,如适当的加以改性,是一种具有良好应用前景的锂离子电池的新型正极材料。本文对该材料的特性及研究情况进行了较为全面的总结,重点介绍了LiFePO4的结构特点与性能的关系,充放电机理,以及国外对改进其综合性能而进行的有关研究:(1)LiFePO4制备方法(包括高温固相合成法和低温液相合成法); (2)导电性物质的修饰以提高其在大电流密度下的比容量。在实验中用高温固相合成法制备纯态LiFePO4,为提高该材料的电化学性能进行掺杂改性研究,制备了复合型LiFePO4/C锂离子电池正极材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等方法对所得样品的晶体结构、表观形貌、粒径大小等进行了分析研究,并组装成扣式锂离子电池进行测试。实验结果表明,所得纯态LiFePO4和掺杂LiFePO4/C均为单一的橄榄石型晶体结构,其中,以葡萄糖作为添加剂所制得掺杂态LiFePO4/C复合材料的电化学性能最佳。同时也总结了在提高大电流充放电比容量方面取得的成果,并对其发展前景做出了展望。