成果信息
在磷酸鹽系列的鋰離子電池正極材料中,，磷酸釩鋰是具有單斜結(jié)構(gòu)的化合物,，不僅具有良好的安全性，并且具有更高的Li+離子擴散系數(shù)，更高的放電電壓(3. 6V，4. IV)和能量密度(2330mWh/cm3摻雜碳后),，兼具了鈷酸鋰和磷酸鐵鋰的優(yōu)點，克服了上述兩者的缺點,，已被認為是比鈷酸鋰更好的正極材料,。而且磷酸釩鋰合成工藝簡單，便于工業(yè)化,，且這種正極材料具有很好電化學(xué)性能,，特別是具有極好的高倍率和低溫放電性能。與磷酸鐵鋰一樣,，磷酸錳鋰也屬于橄欖石型結(jié)構(gòu)的磷酸鹽系鋰電池正極材料,，這種材料的安全性和循環(huán)壽命高于傳統(tǒng)的層狀結(jié)構(gòu)正極材料鈷酸鋰和三元材料。磷酸錳鋰具有4. IV的高電位,，因此，在同等容量發(fā)揮下,，磷酸錳鋰電池的能量密度可以比磷酸鐵鋰電池提高20%左右,，目前國際上已經(jīng)將磷酸錳鋰作為新一代高能量密度動力鋰電池正極材料。為了進一步提高磷酸鐵鋰的電化學(xué)性能,，人們在對磷酸鐵鋰的改性研究方面做了大量的工作,，尤其是將磷酸鐵鋰、磷酸錳鋰和磷酸釩鋰三者各自的優(yōu)點相結(jié)合,，通過兩兩復(fù)合來提高鋰離子電池正極材料的綜合電化學(xué)性能,。例如，CN 102244263A公開了一種鋰離子電池磷酸鹽系復(fù)合正極材料及制備方法,，該復(fù)合材料是由多個內(nèi)核及外殼層組成的多核型核殼結(jié)構(gòu),，內(nèi)核為磷酸釩鋰包覆的磷酸鐵鋰顆粒，外殼層為無定形碳,。采用溶膠凝膠法制備磷酸釩鋰前驅(qū)體溶膠,，加入磷酸鐵鋰粉末并分散均勻，噴霧干燥后于惰性氣氛中煅燒,，冷卻研細,，得到磷酸釩鋰包覆的磷酸鐵鋰內(nèi)核；然后將碳源化合物溶于去離子水中,，加入內(nèi)核材料,，分散均勻后進行二次噴霧干燥，再在惰性氣氛中煅燒，冷卻即得,。該發(fā)明制備的復(fù)合材料的電子傳導(dǎo)和離子傳導(dǎo)性能好,，電化學(xué)性能優(yōu)異，磷酸釩鋰的存在提高了材料的能量密度,；類似于納微結(jié)構(gòu)的多核型核殼結(jié)構(gòu)使得該材料擁有很好的加工性能,，并且材料的振實密度也得到了很大的提高。CN 101997118A公開了一種鋰離子電池正極材料磷酸鐵錳鋰及其制備方法,，其正極材料磷酸鐵錳鋰的化學(xué)組成為LihMyFehMnxPO4,該正極材料磷酸鐵錳鋰的制備方法包括以下步驟1)前軀體合成將原料置于容器中,，加入分散劑，在1000-2500r/min的轉(zhuǎn)速下研磨分散l_3h,，將糊狀漿料干燥研碎,；2)預(yù)燒以1-10°C /min的升溫速率升至350_550°C，恒溫預(yù)燒3-20h,，隨爐冷卻至室溫,，制得磷酸鐵錳鋰；3)高溫包碳將磷酸鐵錳鋰,、碳源,、分散劑混合分散l_3h，干燥后以1-10°C /min的升溫速率升至600-850°C,，保溫3_20h,，隨爐冷卻至室溫，制得磷酸鐵錳鋰,。該發(fā)明具有工藝簡單,、電池成本低、正極材料安全性好,、熱穩(wěn)定性好,、可提高導(dǎo)電性能等優(yōu)點。)
背景介紹
鋰離子電池因具有工作電壓高,、比能量高,、無記憶效應(yīng)、無污染,、自放電小,、循環(huán)壽命長等優(yōu)點，正逐步取代傳統(tǒng)的鎳鎘,、鎳氫等二次電池,，并成為目前性能最為優(yōu)良的新一代二次電池，已被廣泛應(yīng)用于移動通訊,、電動自行車,、電動工具,、各種便攜式儀器和設(shè)備等領(lǐng)域，也是各國大力研究的電動汽車,、空間電源等的首選配套電源,。近年來，橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰(LiFePO4)以其優(yōu)異的電化學(xué)性能,、可快速充電,、 安全、無污染,、工藝簡單,、成本低廉等突出優(yōu)點被國際上普遍認為是高能動力電池的最佳新型正極材料，尤其是在高溫下磷酸鐵鋰的穩(wěn)定性好,，進而提高了高功率,、高容量電池的安全性能，因此被認為是新一代鋰離子電池的理想正極材料,。然而,，磷酸鐵鋰也具有明顯的缺點，即電導(dǎo)率低,，在充放電過程中易發(fā)生極化現(xiàn)象,，在大電流高倍率下容量衰減顯著等等。)
應(yīng)用前景
目前尚未見有關(guān)于將磷酸鐵鋰,、磷酸錳鋰和磷酸釩鋰三者結(jié)合制成正極材料以同時發(fā)揮各自優(yōu)點,，并使之與納米氧化物復(fù)合制備磷酸鐵釩錳鋰納米氧化物復(fù)合正極材料的成功報道。 )
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