磷酸铁锂材料介绍.ppt
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1、磷酸铁锂(LFP),演 讲: 吴 超 时 间: 2015年7月22日,内容,LFP简介,LFP制备及改性方法,LFP与锂离子反应机理,LFP理论容量计算,LFP技术指标,一、LFP简介,1997年,美国德克萨斯州大学的Goodenough教授首先报道了LFP作为锂离子电池正极材料研究结果,并申请了一系列相关专利。,橄榄石LFP的晶体结构,1.1 简介,LFP充放电时晶体结构,LFP有如下优点 氧离子与P5+通过强的共价键结合形成(PO)43+,即便是在全充态,O原子也很难脱出,提高了材料的稳定性和安全性; LFP在小电流充放电下实际比容量可以达到 140mAhg-1以上,并且结构不被破坏,与L
2、iCoO2的比容量相当; 安全性能好; 循环性能优越; 耐过充性能好,有利于电池组合使用,1.2 专利,LFP电池和材料领域有两大核心技术专利 包覆碳技术,由加拿大Phostech公司独家使用权, 并且已经在我国申请专利 碳热还原技术,由美国A123公司所有,2010年,加拿大魁北克水电等公司起诉中国LFP专利侵权,二、LFP制备及改性方法,2.1 LFP制备方法,高温固相烧结法 炭热还原法 溶胶-凝胶法 水热法 共沉淀法 微波法,高温固相烧结法,亚铁盐(醋酸亚铁或草酸亚铁),磷酸氢氨,锂盐(碳酸锂或氢氧化锂),预加热,前躯体,高温焙烧,LFP,优点:,设备和工艺简单 制备条件易于控制,便于实
3、现工业化,物相不均匀,形貌不规则 晶体颗粒粒度分布范围较窄,且煅烧时间长 制备过程需保护气氛,使成本增加,缺点:,热炭还原法,Fe2O3,Li2CO3,C,(NH4)2HPO4,高温焙烧,LFP,主要反应为:,制备时加入过量的炭,多余的C在LFP产物中起导电剂作用 产物有较好的微观形貌,特点,溶胶-凝胶法,Li3PO4,H3PO4,柠檬酸,溶于水,后在60干燥,凝胶,高温焙烧,LFP,优点:,化学均匀性好,纯度高 颗粒细,不沉淀,凝胶干燥时收缩性大 粉体材料的烧结性不好,缺点:,水热法,Li3PO4,Li2HPO4,Fe3(PO4)25H2O,高温,高压,LFP,特点:,不需要保护气氛 材料的
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