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磷酸鐵鋰的優(yōu)缺點(diǎn)

磷酸鐵鋰的優(yōu)缺點(diǎn)

發(fā)布人:Jay 發(fā)布時(shí)間:2019-07-12 瀏覽次數(shù):1789

一、磷酸鐵鋰的優(yōu)點(diǎn)

1.高能量密度
其理論比容量為170mAh/g,產(chǎn)品實(shí)際比容量可超過(guò)140mAh/g(0.2C,25℃);
2.安全性
是目前最安全的鋰離子電池正極材料;不含任何對(duì)人體有害的重金屬元素;
3.壽命長(zhǎng)
在100%DOD條件下,可以充放電2000次以上;(原因:磷酸鐵鋰晶格穩(wěn)定性好,鋰離子的嵌入和脫出對(duì)晶格的影響不大,故而具有良好的可逆性。存在的不足是電子離子傳到率差,不適宜大電流的充放電,在應(yīng)用方面受阻。解決方法:在電極表面包覆導(dǎo)電材料、摻雜進(jìn)行電極改性。
4.無(wú)記憶效應(yīng)
5.充電性能
磷酸鐵鋰正極材料的鋰電池,可以使用大倍率充電,最快可在1小時(shí)內(nèi)將電池充滿。
原料來(lái)源豐富、價(jià)廉,環(huán)境友好,不含任何對(duì)人體有害的重金屬元素
6、熱穩(wěn)定性好
循環(huán)性能好(在100%DOD條件下,可以充放電2000次以上)

磷酸鐵鋰熱穩(wěn)定性很好,F(xiàn)ePO4在210~410C的溫度范圍內(nèi)放出的熱量?jī)H為210j/g;
LiCoO2充電狀態(tài)(CoO2)開(kāi)始分解產(chǎn)生氧氣的溫度為240℃,放出熱量約為1000j/g

7、循環(huán)性能好
由于LiFePO4與FePO4結(jié)構(gòu)相似,鋰離子脫出/嵌入后,LiFePO4晶體結(jié)構(gòu)幾乎不發(fā)生重排。

磷酸鐵鋰電池

二、磷酸鐵鋰的缺點(diǎn)
電子導(dǎo)電率低、離子擴(kuò)散系數(shù)低、振實(shí)密度不高、合成成本略高

磷酸鋰鐵電池缺點(diǎn)彌補(bǔ)方法

磷酸鋰鐵缺點(diǎn)彌補(bǔ)方法有:碳包覆改善電子導(dǎo)電性、添加金屬粒子、導(dǎo)電有機(jī)物包覆、摻雜金屬離子改善電子導(dǎo)電性、合成小粒度材料減少擴(kuò)散距離、合成粒度可控的類(lèi)球形顆粒。

1、碳包覆技術(shù)
原料混合式加入
(1)直接加入碳:石墨、炭黑、乙炔黑等;
(2)熱解后能轉(zhuǎn)變?yōu)樘嫉奈镔|(zhì):葡萄糖、蔗糖、白糖、聚丙烯、聚丙烯酰胺、
聚丙烯酸鋰、聚乙烯醇、檸檬酸、煤油、β-環(huán)糊精、乙醇和酚醛樹(shù)脂等

2、燒結(jié)結(jié)束時(shí)加入
在磷酸鐵鋰燒結(jié)束后的降溫階段,對(duì)其噴灑甲醇,甲醇受熱分解碳化,在磷酸鐵鋰表面形成碳膜

3、添加金屬粒子
(1)利用銀鏡反應(yīng)在磷酸鐵鋰表面鍍銀
(2)直接在混料時(shí)加入銀或銅的顆粒

4、導(dǎo)電有機(jī)物包覆
在磷酸鐵鋰的表面聚合聚吡咯、聚塞吩、聚苯胺等導(dǎo)電有機(jī)物

5、摻雜金屬離子
采用球磨混合原料再進(jìn)行固相合成的方法合成六種摻雜物質(zhì)Li1-xMxFePO4
(M=Mg、Al、Ti、Zr、Nb、W)。摻雜后材料的電子電導(dǎo)率較LiFePOa的電子電導(dǎo)率提高了8個(gè)數(shù)量級(jí),室溫下達(dá)到10-2S·cm-1

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