锂离子蓄电池正极材料LiFePO4研究进展

锂离子电池正极材料正在向着高比能量、长寿命、低成本、环境友好的方向发展,而具有橄榄石结构的LiFePO_4正极材料以其结构稳定、成本低、无污染等优点成为21世纪最理想的绿色电源,但自身也存在缺点。综述了锂离子电池正极材料LiFePO_4的研究进展。系统地阐述了LiFePO_4的晶体结构特征及性能、多种合成方法以及掺杂多种导电材料和控制晶体生长制备纳米粉体对材料性能的影响。对该材料的应用前景进行了展望,并提出了下一步可能的研究趋势。     

Mn掺杂LiFePO4的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法, 计算了不同Mn掺杂浓度LiFe_1-xMn_xPO₄ (x=0,0.25,0.50,0.75) 的电子结构. 同时采用流变相辅助高温固相碳热还原法制备了LiFe_1-xMn_xPO₄ (x= 0,0.25,0.50,0.75) 材料. 理论计算表明: LiFePO₄具有E_g = 0.725 eV的带隙宽度, 为半导体材料. 通过Fe位掺杂25%的Mn离子可最大程度地 减小材料带隙宽度、降低Fe---O键及Li---O键键能, 进而提高材料的电子电导率及锂离子扩散速率. 实验结果亦表明, 当Mn掺杂量x=0.25时, 材料具有最优的电化学性能, 其具有约为158 mAh· g^-1的放电比容量以及551 Wh· kg^-1的能量密度. 理论计算与实验结果非常符合.     

LiAl0.03Mn1.97O4的流变相辅助微波合成以及电化学性能

采用一种特殊微波合成法，流变相辅助微波合成法，制备了结晶度好、纯度高的尖晶石相的锂离子电池正极材料LiAl0.03Mn1.97O4。对其进行了XRD分析和SEM研究，并就结构、形貌与传统固相法制备的LiMn2O4、LiAl0.03Mn1.97O4进行了比较。采用这种流变相辅助微波合成法制备的LiAl0.03Mn1.97O4具有优良的电化学性能，电化学性能测试表明，这种材料具有比较高的首次放电容量（115mAh／g）以及良好的可逆性、优异的循环性能，25次循环结束比容量几乎不变，保持在115mAh／g左右，衰减性得到很好的改善。     

锂离子蓄电池正极材料LiFePO4研究进展

锂离子电池正极材料正在向着高比能量、长寿命、低成本、环境友好的方向发展，而具有橄榄石结构的LiFePO4正极材料以其结构稳定、成本低、无污染等优点成为21世纪最理想的绿色电源，但自身也存在缺点。综述了锂离子电池正极材料LiFePO4的研究进展。系统地阐述了LiFePO4的晶体结构特征及性能、多种合成方法以及掺杂多种导电材料和控制晶体生长制备纳米粉体对材料性能的影响。对该材料的应用前景进行了展望，并提出了下一步可能的研究趋势。     

乳液法制备球形锰酸锂及其影响因素

文章介绍了目前锂离子电池正极材料球形化制备的情况，对乳液法二次造粒的方法及其机理进行了初步探讨。以微波合成法制备的LiMn2O4作为一次颗粒，采用一种特殊的乳液法二次造粒，初步制备了球形LiMn2O4正极材料。对二次造粒的产物进行了SEM、XRD分析，测试了其振实密度，发现在二次造粒过程中一次颗粒有一定生长，二次颗粒球状形貌还不够理想，分析了原因，为进一步研究打下基础。     

Mn掺杂LiFeP04的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算了不同Mn掺杂浓度LiFel-xMn。P04（X=0,0．25,0．50,0．75）的电子结构．同时采用流变相辅助高温固相碳热还原法制备了LiFel-xMn。P04@=0,0．25,O．50,0．75）材料．理论计算表明：LiFeP04具有Eg=O．725eV的带隙宽度,为半导体材料．通过Fe位掺杂25％的Mn离子可最大程度地减小材料带隙宽度、降低Fe-0键及Li-O键键能,进而提高材料的电子电导率及锂离子扩散速率．实验结果亦表明,当Mn掺杂量0=0．25时,材料具有最优的电化学性能,其具有约为158mAh．g。的放电比容量以及551Wh．kg0的能量密度．理论计算与实验结果非常符合．     

乳液法制备球形锰酸锂及其影响因素

文章介绍了目前锂离子电池正极材料球形化制备的情况,对乳液法二次造粒的方法及其机理进行了初步探讨.以微波合成法制备的LiMn2O4作为一次颗粒,采用一种特殊的乳液法二次造粒,初步制备了球形LiMn2O4正极材料.对二次造粒的产物进行了SEM、XRD分析,测试了其振实密度,发现在二次造粒过程中一次颗粒有一定生长,二次颗粒球状形貌还不够理想,分析了原因,为进一步研究打下基础.     

LiAl0.03Mn1.97O4的流变相辅助微波合成以及电化学性能

采用一种特殊微波合成法,流变相辅助微波合成法,制备了结晶度好、纯度高的尖晶石相的锂离子电池正极材料LiAl_(0.03)Mn_(1.97)O_4。对其进行了XRD分析和SEM研究,并就结构、形貌与传统固相法制备的LiMn_2O_4、LiAl_(0.03)Mn_(1.97)O_4进行了比较。采用这种漉变相辅助微波合成法制备的LiAl_(0.03)Mn_(1.97)O_4具有优良的电化学性能,电化学性能测试表明,这种材料具有比较高的首次放电容量(115mAh/g)以及良好的可逆性、优异的循环性能,25次循环结束比容量几乎不变,保持在115mAh/g左右,衰减性得到很好的改善。