锂电正极材料磷酸铁锂的制备方法简述

锂电正极材料磷酸铁锂的制备方法简述
一、磷酸铁锂简介磷酸铁锂的晶格结构图
磷酸铁锂在自然界中以磷铁锂矿的形式存在,具有有序的橄榄石结构。磷酸
锂铁化学分子式为:LiMPO4,其中锂为正一价;中心金属铁为正二价;磷酸根为
负三价,常用作锂电池正极材料。磷酸铁锂电池的应用领域有:储能设备、电
动工具类、轻型电动车辆、大型电动车辆、小型设备和移动电源,其中新能源
电动车用磷酸铁锂约占磷酸铁锂总量的 45%
二、磷酸铁锂作锂电正极材料
与其他锂电池正极材料相比,橄榄石结构的磷酸铁锂更具有安全、环保、廉
价、循环寿命长、高温性能好等优点,是最具潜力的锂离子电池正极材料之
一。
安全性能高
磷酸铁锂晶体中有稳固的 P-O 键,难以分解,在过充和高温时不会结构崩塌
发热或生成强氧化物,过充安全性较高。
循环寿命长
铅酸电池的循环寿命在 300 次左右,使用寿命在 1~1.5 年之间。而磷酸铁锂
电池循环次数可达 2000 以上,理论上使用寿命能达 7~8 年。
高温性能好
磷酸铁锂电热峰值可达 350-500,而锰酸锂和钴酸锂只有 200左右。
环保
磷酸铁锂电池一般被认为不含重金属和稀有金属,无毒,无污染,是绝对的
绿环保电池。
磷酸铁锂作为正极材料的充放电作用机理不同于其他传统材料,其充放电参
与电化学反映的是磷酸铁锂的磷酸铁两相,充放电反应如下:
充电反应:
放电反应:
充电时,Li+ LiFePO4 中脱离出来,Fe2+ 失去一个电子变成 Fe3+;放电
时,Li+ 嵌入磷酸铁中变成 LiFePO4 Li+ 的变化发生在 LiFePO4 / FePO4
界面,因此其充放电曲线非常平坦,电位也较稳定,适合做电极材料。
三、磷酸铁锂的制备
制备磷酸铁锂的原料丰富。部分常见锂源、铁源、碳源、磷源如下:
磷酸铁锂粉体的制备在一定程度上会影响其作为正极材料的性能。目前制备
磷酸铁锂的方法很多,如高温固相反应法、碳热还原法以及尚未规模化的水热

本文发布于:2024-09-24 01:15:45,感谢您对本站的认可!

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