磷酸铁锂理论知识引言能源问题与环境问题日趋严重, 现阶段使用的石化能源也会在未来中使用殆尽,寻找新的替代能源是现在的重点
伴随人们节能意识的加强, 电动车和混合电动车以及动力电源等也得到了迅猛的发展
目前, 电动车或混合电动车中主要使用的铅酸和镍氢电池使用寿命短, 容易污染环境 ; 而锂离子电池以其优良的性能, 一经发现就受到广泛的关注, 具有取代铅酸和镍氢电池做电动车或混合电动车电源的绝对优势
锂离子电池锂离子电池作为一种高性能的二次绿色电池, 具有高电压、高能量密度 ( 包括体积能量、质量比能量 ) 、低的自放电率、宽的使用温度范围、长的循环寿命、 环保、无记忆效应以及可以大电流充放电等优点,是未来几年最有潜力的电源电池,但是制约锂离子电池大量推广工业化的瓶颈之一就是正极材料,在要求锂离子电池上述优点稳定性的前提下,价格和资源问题也是不可忽视的重要因素
目前研究最广泛的正极材料有LiCoO 2、LiNiO 2 以及 LMin 2O4 等, 但由于钴有毒且资源有限, 镍酸锂制备困难 , 锰酸锂的循环性能和高温性能差等因素, 制约了它们的应用和发展
因此 , 开发新型高能廉价的正极材料对锂离子电池的发展至关重要
1997 年, Goodenough 等首次报道了具有橄榄石结构的磷酸铁锂可以用作锂电池以来,引起了广泛的关注和大量的研究,磷酸铁锂具有170mAh/g 的理论比容量和 3
5V 的对锂充电平台,与上述传统的锂电池材料相比,具有原料来源广泛,成本低,无环境污染,循环性能好,热稳定性好,安全性能突出等优点,是动力型锂离子电池的理想正极材料
一、LiFePO4的结构和性能LiFePO4 具有橄榄石结构, 正交晶系,其空间群是 Pmnb 型
O 原子以稍微扭曲的六方紧密堆积方式排列,只能为Li+提供有限的通道,使得室温下Li+在其中的迁移速率很小
Li 与 Fe原子填