锂离子电池正极材料磷酸铁锂研究进展

Development of LiFePO4 as the Cathode Materials

摘要:

电极材料是推进电池技术发展及应用的关键。作为锂离子电池正极材料的LiFePO4表现出优异的电池性能 (大容量、优异循环特性)，但也有本征低电导率的缺点。具有橄榄石结构的LiFePO4在电池充放电过程发生FePO4 与LiFePO4 之间的相变， 已有实验证明充放电过程中出现固溶体LixFePO4。掺杂是提高材料电导率的常用手段，但LiFePO4的掺杂却一直饱受争议；缺陷化学的研究初步认定通过适当点缺陷的电荷补偿，晶体内引入掺杂元素是可以实现的，并且提出几种缺陷补偿机制。导电相复合可降低电极颗粒间的接触电阻，特别是LiFePO4的碳包覆有效地改善其电化学性能，促进其工业化推广；碳包覆的有效性取决于碳的sp2杂化键的比例及碳含量。由于电极材料形貌影响电池的充放电动力学过程，LiFePO4的颗粒尺寸、形状、表面粗糙度等的控制都成为提高电池性能的重要手段；LiFePO4的薄膜制备及三维构架技术则进一步推动微型电池的应用发展

Abstract: