湿化学法制备锂电池材料LiFePO4研究进展

锂电池

维普资讯h ttp/:/ww.cqvip.cowm第3卷 72 0年08增刊 25月

稀有 属金材料工程与ARER _M ETLA~TERI LSANA ENGD姬 DRI EG N

o. V,up1 12 3 S7p . M a 0 y2 80湿化法制备学锂电材料池 LFP研究进展 e Oi4昕洋李，张培新，一，黄倩，小刘剑洪，许明 2,任启祥忠，张黔玲，仲罗宽 (深圳.大学，广东圳深58 6 ) 1 1 0 0 (.西安建筑技科大，学陕西安西 7 0) 52 1 0 5摘:橄榄石型要的 FLP 4 ie O由于，其低廉的格价，优良的循 性环，能色的出热稳定性和 全性，安其使成为锂 离子二次电池正极材料的候选制。备LF 4P学化法包括：( )溶胶 .胶 法； ( )沉共淀 法；( )化原。法：( )热法； ieO 湿1 2凝3氧还4水 ( )化乳一干燥法。并出给了这些法的方最新研究进。 5展关词键湿化：学法 L;F P 极材正料；锂离子电池 ei O:中法图类号分T 9:29 M . 1文献标识码：A文编号章： 0 -18X0(8 .9￥. 04 25 120)2 51 0

1FLP电池 材料概况 ie o目4前锂，子离池电作为一高性种的能次绿色电二21溶胶. .胶凝溶法胶一凝胶将 F法 e盐、 L盐与磷酸磷酸盐共或 i同溶于水，经中过水，解并节一调定的 p值得到匀均 H溶胶过蒸，发浓缩将溶质合聚成凝胶通，再将凝干燥、胶池,已广应泛用在各种携便式子电产品和通讯工具中，于由其性能优越，离子电池也为成潜在的动力池，电锂是来未合动力混车汽和电动汽车的首选动力源 1。9 90焙得到烧机无粉体料材。 丁燕怀等[】将化等计学量的 F ( 3" O eNO和 )93 H2 L( H C2 O ,于蒸溶馏水 ,加过量入 i 3 O) H2 C 2HO H C O,将 HF还成原F 2,再加入与F 等 C 2O ee+化学e计量的 3L,O用氨水调p值至 8592 i 4 PH . .~得，到

年，S N公首司成功地次出的推商品化锂离子二 O的次 Y池电钴，酸 (锂 i o作 2艺简工单，材料稳热定 C O)制 L性能对相出色，循环寿命，长一直是最

主要的离子锂二次池电正材极。1料9 97年美，国 P d的i a h等发现】LF P够能逆地嵌入可/出 Li Oe理论容比 ieO4脱 iLF。 P量4约 1 70 m hgA,理论/比量能约 05hk,W成原合 5 /其g料广泛，价格便宜，热定稳好性且环保。目前，固相法合成 FL P ie O比较成，但熟固用法制相备，需多次要复重焙烧和研磨改善来终产物匀均度重。复热处理使成生的晶较粒大，粒大径分部微米为级且，貌不形规则，利不于到得性优良能 LF的P 4 e iO ,

凝胶，加所得热胶凝氩，气护下于保 30下℃预解分 03h,却后研冷磨压片在， 06下焙℃烧2,得平到 0 h0

均粒 1 m径下以的 L PF晶体，该物产 0在1¨ie 4 .OC的 倍率下，首放次容量电达 1到 1Ah 3g m/C。o等e【按化学计量混合三铁价醋酸盐与 r c】3L H,并O加一定量入抗坏血酸，然后再加到入H3 Oi P 4,中用再水调氨节 H值p,加热至6 0℃得到胶凝。将凝胶在 3 0℃加热 15 2得h到粉末，再在8 0℃烧焙2 0 4 h到 L得F P i O e晶体。 C在 5倍下放电率，成合的材 /料室温初始放容电量为10A/m。 h g 1

能源 和时消间耗大，要消耗也量保护大气，不便大体规 模生产操作。和相固法相比，湿化学法有一着定的优势，近几年化湿学合成 LF法 P e Oi发展迅速，并得取了很成多。果溶胶一胶法具有制备产物化学均匀性好、纯度凝、颗粒细高，可容纳不溶性组等分优，但点胶凝燥干时体积收缩率大，粉体材 料的烧结性不。好 22共沉淀法 .2湿化学法制备L F P e i4o磷铁矿中， ie O含量不，高电化学性能不好。LF 4 P且离锂子二次电池的中 L FP i eO多人为工合。湿成化学法备 L制FP ei O包，括溶一胶胶凝法、共沉淀法、水热法氧、化原一法乳和干燥化法。还 共沉淀法通常是将锂源合化物、源铁化物和合磷盐酸(或磷 )酸在，通有N2中混合，调节值，p水 H经过一定时间的搅拌得，到沉淀过，滤涤干燥沉洗淀，得 L到 F P 4eiO的前驱体，

再将前驱体经高温焙烧过，

收稿日期： 2 0. 12 710. 2金基项目：家国然自科基金学( 7002、深圳市科计划技项目 05(5 454 )9 200 )作者介简听：,李洋男，9 1 8 1生年，生士，硕圳深大学化学与化工学院 ,东深圳 58 , 6广0 0电话 1:52 5575, - i qt qi oa 0 5 - 6365 E a:q tm n. lm@q ts

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得到L PF 4 e iO的晶体。钟参云等【在室下温，按化学计 量比将 4]( 4F(O 6)2 和H3 O加入溶有 L到 H2 O N )H eS4 H O 2 2P i H 4O

焙现时烧越长间，颗粒聚集越大，比表面积越小。电化学 性能研究表明，用氧采化还原法合成纳米级的 LF P 4 ieO焙烧 1 h足获得性能良以好的 L FP。研究 ie O 4

溶液中，水在液中通溶入高纯氮气以3 0r搅n拌 。 0i m/ 反 3应 n后，过洗涤滤得青到绿色状前胶驱体。在 0mi 80℃的空干真器中燥燥 8h得干色粉绿末驱前体再 ,混 5%以高的表面积碳，充黑研分磨压，制成片，氮在气护保下 6经0 70焙烧 5℃h到橄榄石型LF P 4 0~ 0得ie O 还现发，样充品放电环循于少20次时，容量有显 0

明的衰减， 02次以后容量基本上没衰有减了。料材经 0过 7次0循环后，在C 01/0和 1 C放倍电率放电放，电容量分别为1 4和14Am/。21 gh S ac等[也采用与 P o i】i同方法合的成了c ic。 a r[s相 n

“晶体产。物 01该在 .C倍率充放，电产物容量可达 1 3 6I2 A/ m;并且有良好具的环循性能， 1次充0放电循环 hg 0后，容量仅失损 9。%. 4 Prak等以【 (42e S4" 2 5 NH ) ( O ) 6O,OL和H O 3 J 2H FH iP4为原用料共沉法制淀备前驱体，并加入一的高比表定面积碳，6黑 0焙℃烧得后到相纯 L3的晶体 O他 0 i 4。P

纳米尺寸 LF的 ieP O晶体。们他讨论反应体气成组， 焙烧间时和焙烧温度对产物的影响，出最佳件条为得， 在(厂 H=5 5的气流保护下 5,℃,焙烧0 3。他 v 9)/5 h

们发还现当，温度升到高7℃时0,晶体的长增始开 5发生。 24水热 .法们对热处理的度温行了研进究，指出最适热处理宜温度为 6 00以上℃热处会理 L有3O等杂相，不 ,700 i4 P易于制纯备净产物热处理温。越度高，间越时长，物产的粒度就越大 ,利不于 LL PF e O .两相间 在 ii eO 4P4 F扩，散电和容量性也降低在。6 0℃焙烧 5的样h品导0 在 5和C C倍1率首次放电容分别量为 1 5和 01/ 2 1 mA h/ g。水热法是以可溶盐性为原，料种数组分在水热条件下 接化直或经合中过间发生态学化反应合，成iLe F PO 4。Yn9 a[g等将 F S 4 H P 4 OLH液按物质溶的 ] e O、3O和i量比为 131的比例行进合，混值保p持在 7:: H6,.然后把此 5混合转移液到P r反应器，2中a r 1 0下加℃热5h 过。滤浅绿色沉的淀4,0℃燥 2干h,得 到F P ie OL 体晶。他们发现 p对值实验结果的影响不大，且水而 热H法比高温固相法合成的晶颗体粒要小F,量含高。 e 产物中有会时有F氧化成生的色红质，此杂质杂很 e容通易过心离得分以离。法该成生的 LF P i e O经碳过包覆，后在10/ m. m c A流密电度下放电容可达量到 41 0A hmg。 0 /P rg s等 a将[化学量计的 LC, e I和H O3 au sa u] li CF2P4混合在通有 N 2的水中并搅拌， 52,后然在P O氛 .h 25围干燥。将得到的粉末在真空手套箱中压片 ,过经3 05 ,℃ h5和 60,℃2 40两h烧步后结，制得了 L P 4 iF Oe晶。体

共淀法沉制的材备料度粒小粒且度分均布匀，容量和导电性方面优高温于相固法焙，烧度温大为降也低，间大时为缩。短沉共过程淀中F很容被氧化，易 e一

Le e[也用与 Y n 同的料原与例，对比 a等g[相 F L P的成形过程行 …… 此处隐藏：8552字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……