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                磷酸又过了两分钟亚铁锂
                发布时间:2016-11-29 来源:未知     分享到:
                  磷酸亚铁锂

                  磷酸亚铁锂,化学式:LiFePO4,磷酸亚铁锂为近来新开发的锂离子电池∏〇电极材料,主要用于动力锂离子电池,作背影就认出了这老头正是自己为正极活性物质使用,人们习惯也称其为磷酸铁锂。

                  特点介绍

                  磷酸亚铁锂电极材料主要用于动●力锂离子电池。

                  自1996年日本的NTT首次揭露AyMPO4(A为碱金属,M为CoFe两者●之组合:LiFeCOPO4)的橄榄石结构的锂电池正极材料之Ψ后, 1997年美国德克萨斯州立大学John. B. Goodenough等研究人员,也接着报导了LiFePO4的可逆性地迁入脱出锂的特@性,美国与日本不约而同地发表橄榄石结构(LiMPO4), 使得该材料受到了极大的重视,并引起广泛的研究和迅速的发展。与传统的锂离子二次♀电池正极材料,尖晶石结构的LiMn2O4和层状结构ξ 的LiCoO2相比,LiMPO4 的原物料来源¤更广泛、价格更低廉且无环境污染。

                  磷酸亚铁锂性能

                  1、高能量密度,其理论比♀容量为170mAh/g,产品实际比容量已超过150 mAh/g(0.2C, 25°C);

                  2、安全性,是目前最双手和那杀手肉搏着安全的锂离子电池正极材料;而且不含任何对人体有害的重金属元素。

                  3、寿命长。在100%DOD条件下,可以≡充放电2000次以上,这是原因磷酸铁锂晶格稳定性好,锂离子的嵌入和脱︼出对晶格的影响不大,故而具有良好的可逆性。存在的不足是电子离子传到率差,不适宜大电流的充放电。为了将其应用到电动车和电动工具上,人们在》材料的表面包覆导电材料(主要是碳)、掺杂其他金属氧化物取代部分Fe的晶格位置,已经使磷酸亚铁锂的导电性提高了100万倍以上。现在,该材料制成的锂离子№电池,可以进行10--20C甚至30C的大〇电流放电和充电,而且放电性能优▅良。)

                  4、无记忆效应;

                  5.、电性能,磷酸亚铁锂正极材小张料的锂电池,可以使用大倍率充电,现在最快可╱在30分钟内将↑电池充满。

                  具体的物理参数:

                  松装密度:0.8g/cm

                  振实密度:1.1--1.4g/cm

                  中位粒径:2.0--5.0um

                  比表面积<15m/g

                  涂片参数:

                  LiFePo4:C:PVDF=90:3:7

                  极片压实密度:2.1-2.4g/cm

                  电化性能:

                  克容量>150mAh/g ,测试条件:半电池:0.2C,4--2.0V,大于154mAh;根据实际电池0.2C放电,放电电压:3.65V--2.5V,温度25℃,放电容』量大于150mAh。

                  循环次数2000次

                  磷酸亚铁锂材料的现状

                  磷酸亚铁锂是一种→新型锂离子电池电极材料。目前全球已经有很多厂家开始了工业化生产,国内国际磷酸铁锂材料生产商有:

                  国内:天津斯特兰 北大先行 湖南瑞翔 苏州恒正。其中天津斯特』兰现在材料稳定批量产业化生产,北大先行小批量生产,台湾立凯电能,也实现了批量生产。

                  国际:加拿大Phostech、美国Valence、美国A123、日本sony。 其中A123规〓模最大且得到美国政府的大力资助。

                  磷酸亚铁锂放电容量大,价︽格相对低廉,无毒性,不造成环境污染。世界各国正竞相研究,实现产业化生产。

                  但是磷酸亚铁锂材料的振∏实密度低,影响了其制成电池后电容量的发挥。

                  目前主要的生产方法为活法,产品指标不稳定。

                  锂离子电池的性能主要取决于正负极材料,磷酸亚铁锂作为锂离子▲电池的正极材料是近几年才出现的事,国内开发出大容量磷酸亚◣铁锂电池是2005年7月。其安全性能与循环寿命是其它材料所无法相比的,这些也正是动力电池最重要的技术指标。1CDOD充放循↓环寿命达2000次。单节电池过充电压30V不燃烧,穿刺不爆炸。磷酸亚铁锂正极材料可以做成更大容量〓锂离子电池,更易串联使用【。以满足电动№车频繁充放电的需要。其无毒、无污染、安全性能好、原材料来源广泛、价格便宜,寿命长等优点,是新一代锂离子电池的理想正极材料。

                  磷酸亚铁锂的研究状况卐

                  正交橄榄石结构的LiFePO4 正极材料已逐渐成为国内外新的研究热点。该新型正极材料集中了LiCoO2、LiCoxNiyMnzO2(x+y+z=1)、LiMn2O4 这3种目前在锂离子电池◇上大量使用的正极材料的优点:不含贵重元素↑,原料廉价,资源极大丰富;工作电压适中(3.2V);平台特性好,电压极平稳(可与稳压电⌒源媲美);理论容量大(170mAh/g);结构稳定,安全性能极佳(O 与P 以强共价键牢固结合,使材料Ψ 很难析氧分解);高温性能和热稳定性明显优于已知的其它正∑ 极材料;循环性能好;充电时体积缩小,与碳负极材料配合时的体积效应好;与大多数电解液系统兼容性好,储存⊙性能好;无毒,为真正的绿色材料。

                  与LiCoO2、LiCoxNiyMnzO2(x+y+z=1)、LiMn2O4 等正极材料相比,LiFePO4 正极材料在成本、高温性能、安全性方面具有突出的∞优势,可望成为中大容量、中高功率锂离子电池首选的正极①材料。

                  该材料的产业化和普及应用对降低锂离子电池成本,提高电池」安全性,扩大锂离子电池♀产业,促进锂离子电池大型化、高功率化具有十分重大的意义,将使锂离子电池在中大容量UPS、中大型储能电池、电动工具、电动汽车中的Ψ应用成为现实。

                  然而,磷酸铁锂堆积密度低的缺点一直难以找到有效的∴解决方法,这阻碍了材料的实际应用。钴酸锂的理论密度为5.1g/cm3,商品钴酸锂的振实密度一般为2.2-2.4g/cm3;而磷酸铁锂的〖理论密度仅为3.6g/cm3,本身就比钴酸锂要低得多。

                  为提高导电性,人们掺入导电碳材料,又显著降低了材料的堆积密度,使得¤一般掺碳磷酸亚铁锂的振实密度只有1.0-1.3g/cm3。如此低的堆积密度使得磷酸亚铁锂的体积⌒ 比容量比钴酸锂低很多,制成的电池体积大,成本相对较高,影响了实际应用。

                  因此,提高磷酸亚铁锂的堆积密度☆和体积比容量对磷酸亚铁锂的实用化具有决定意义。粉体材料的颗粒形貌、粒径及其分布直接影响材料的堆积密度,为此,人们对磷酸亚铁锂材料ω向球形方向进行研究。研≡究和实际应用表明,球形产品不仅具有堆积密度高、体积比容量大等突〗出优点,而且还具有优异的流动性、分散性和可加工性能,十分有利于制作正极材料ζ浆料和电极片的ω 涂覆,提高极片品质;此外,相对于无规则的颗粒,规则的球形颗粒表面比较容易包覆完整、均匀、牢固※的修饰层,因此球形产品更有希望通过表面修饰进一步改善综合性能。

                  人们进行湿法前驱体预处理、2次烧结的研究。在此基础上,添加含碳的材料和过渡元素氧化物、稀土元素氧化物等方式】,采用二价铁盐或三价铁盐、磷酸或磷酸盐、氨水为原料↙,通过控制结晶技术合成」高密度球形磷酸亚铁前驱体,再与锂源、碳源共动作混热处理,通过碳热还原法合成掺碳的高密度近球形磷酸亚铁锂。该磷酸亚铁锂粉体材料由单分散球形颗粒组成、粒径可█达到4.5-10μm、振实密度可达1.4-1.8g/cm3、可逆容量超过了150mAh/g,导电性提高了100万倍的LiFePO4 正极材料,这对磷酸亚△铁锂材料应用到大容量、高功率的锂离子电池上成为可能,极大地促进该材料的产业化你呢。

                  参考资料

                  1.

                  磷酸亚铁锂电池的发展现状  .中国储能网[引用日期2016-05-31]

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