磷酸鐵鋰電池正極材料性能改進的方法

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的方法。在正極材料當中，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)良的電化學性能，被認為是最具應用前景的鋰離子電池正極材料之一。但由于其導電率低和鋰離子擴散速率慢等問題，一直制約其發(fā)展。

　　磷酸鐵鋰電池正極材料性能改進的方法

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

　?、贀诫s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)電子的導電率以及鋰離子的擴散速率，進而達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率的一種有效方法，碳可以起到以下幾個方面的作用：①抑制LiFePO4晶粒的長大，增大比表面積;②增強粒子間和表面電子的導電率，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充當成核劑，減小產(chǎn)物的粒徑；⑤吸附并保持電解液的穩(wěn)定。

　?、鄄牧霞{米化

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

　　采用離子摻雜、包覆、材料納米化3種改性方法對磷酸鐵鋰電池正極材料在電導率低、鋰離子擴散速率慢、低溫放電性能差等方面的不足有很大的改進。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前和今后該領域研究和應用的主要發(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,安全性更好；

　　此外它還很適合用作動力電池,因為它也也有耐大電流放電,快速充電的優(yōu)良特點.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使用可以重復使用2000個循環(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。