磷酸铁锂的低温性能

1、 李浩 2013,7一、概述二、电池种类三、改善性能的方法四、磷酸铁锂橄榄石晶型五、碳负极材料六、研究方案锂离子电池的比能量高,循环性能好,适用于矿灯和电动车辆的电源。以过渡金属氧化物为正极材料的锂离子电池,比能量较高但有高危险性 ,不适用于电动车辆的动力电池。LiFePO4 锂离子电池的安全性能较高,适合作为动力电池,中倍率循环性能也较好,循环寿命可达数千次 。LiFePO4 锂离子电池用作动力电池,低温性能也要满足要求。磷酸铁锂也存在严重的缺点：(1)电子电导率低和锂离子扩散系数小。(2)低温性能差影响其在低温特殊环境中的应用(如军事和航空航天任务)。(3)振实密度小磷酸铁锂的理论密度约为

2、369cm3，比其他正极材料小得多(如钴酸锂的理论密度为519cm3)，同时，由于实际中往往在磷酸铁锂中加入导电剂碳，这使得磷酸铁锂正极材料振实密度一般只能达到10139cm3。为了提高磷酸铁锂( LiFePO4 )电池的低温性能, 采用电导率较高的碳纳米管作为磷酸铁锂电极的导电剂, 以LiFePO4 和金属锂为正负极材料, 低温性能测试结果表明, 碳纳米管在电极中易形成良好的导电网络, 减轻电极的极化, 能有效改善磷酸铁锂电池的低温放电性能。正极材料磷酸铁锂掺杂金属离子正极材料磷酸铁锂掺杂金属离子正极材料磷酸铁锂由金属氧化物对其进行表面改性正极材料磷酸铁锂由金属氧化物对其进行表面改性正极材料

3、磷酸铁锂粒径控制对电池的影响正极材料磷酸铁锂粒径控制对电池的影响表面氟化表面氟化还原处理还原处理表面包覆表面包覆掺杂元素改变石墨层间距掺杂元素改变石墨层间距插层化合物插层化合物膨胀化中间相炭微球膨胀化中间相炭微球其他负极材料其他负极材料电池制备工艺的优化电池制备工艺的优化非石墨化碳材料包括软碳、硬碳两大类。软碳又称易石墨化碳，硬碳又称难石墨化碳。两种非石墨化碳的结构如下。研究目标：研究目标：本次研究的目的主要是进一步的探讨磷酸铁锂的低温性能，并就各种对正极材料磷酸铁锂和负极材料中间相炭微球的改性方法进行整合和测试，以期待能够创造出低温循环心性能稳定，振实密度高，放电容量高的磷酸铁锂新型电池。研

4、究内容：研究内容：就以球磨法做出的磷酸铁锂正极材料进行掺杂金属和进行碳包覆进行改性，负极中间相炭微球进行扩大石墨层间距改性。并对做出产品进行一系列的测试和表征，以验证其低温性能并予以理论解释。我们先采用机械力化学法合成磷酸铁锂正极材料之后对制备的磷酸铁锂进行适当改性，即在磷酸铁锂表面包覆导电碳或加入少量的导电金属颗粒( 例如Cu、Ag、Ni)， 和进行碳包覆。采用蔗糖作为碳源。电解液采用研究在常用的Celgard 2300 多微孔的聚乙烯薄膜和一定量的LiPF6、碳酸乙酯（EC）和碳酸二甲酯（DMC）按一定比例混合而成，涂渍在Al箔上。采用中间相炭微球作为负极，采用膨胀是石墨层间距的方法进行改性。组装电池之后进行材料表征及电池性能测试25C和-30C范围内进行电池性能测试，循环伏安法测试，测试并作出电化学阻抗谱，扫描电子显微镜和透射电子显微镜对正负极材料进行观察，研究其微观结构，X射线衍射观察正负极的晶型结构，感谢学校提供一个让我们有展现自己想法的科研训练，可能只是一次微不足道的尝试，