高能量密度磷酸铁锂正极设计

摘要：

磷酸铁锂(LiFePO4)是锂离子动力和储能电池中应用最广泛的正极材料,为了满足市场对锂离子电池更高能量密度的要求,必须开发具有更高能量密度的LiFePO4材料.根据能量密度的定义,本文从LiFePO4的电压平台、粉体压实密度和质量比容量三个方面展开论述,通过电化学和材料学方面的机理分析,指出提高粉体压实密度和质量比容量是具有潜力的改进方向.结合研发经验、市场调研和国内外的研究成果,在提高材料粉体压实密度方面,本文总结了原料种类选择、烧结制度改善、大小颗粒级配这三类最有效的方法,具体介绍了制备LiFePO4的磷酸铁路线,烧结制度伴随的杂质问题,以及大小颗粒级配的流程差异;在提高质量比容量方面,从LiFePO4的本征特性出发,介绍了纳米化、碳包覆、元素掺杂、缺陷控制以及晶体择优取向五种策略,指出纳米化、碳包覆、元素掺杂是目前最有效的提高质量比容量的改性方法.上述方法都已经应用于市场上的LiFePO4产品之中,其提高能量密度的有效性得到了国内多家电池厂的认证.目前LiFePO4正极材料的能量密度还未被完全开发,仍需要继续开展材料改性的研究和生产工艺的优化.

关键词：磷酸铁锂、高能量密度、粉体压实密度、容量、改性方法

所属期刊栏目：12

分类号：TM911

资助基金：青海省科技计划;国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-08-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：2045-2058