锂电池正极材料磷酸铁锂的研究现状与展望
李渊。李绍敏，陈亮，刘恒
（四川大学材料科学与工程学院，四川成都６１００６５）
摘要：橄榄石型的ＬｉＦｅＰＯ，是新开发成功的一类锂离子电池用正极材料。它具有价格低廉。热稳定性好。对环境无污染的特点，使其成为最具潜力的正极材料之一。介绍了ＬｉＦｅＰＯ。的结构及合成方法。评述了近年来国内外对于改善磷酸亚铁锂的电化学性能所进行的研究，重点介绍了添加导电材料、提高离子扩散效率等方法对锂离子电池正极材料磷酸亚铁锂的影响．对该材料的应用前景进行了展望。并提出了下一步可能的研究趋势。
关键词：锂离子电池；正极材料；磷酸铁锂；研究进展
中图分类号：ＴＭ９１２．９文献标识码：Ａ文章编号：１００２－－０８７Ｘ（２０１０）０９—０９６３—０４
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ｌｉｔｈｉｕｍ—ｉｏｎｂａｔｔｅｒｙｃａｔｈｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌ
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锂离子电池是２０世纪７０年代以后发展起来的一种新型
储能电池。由于具有高能量、长寿命、低消耗、无公害、无记忆
效应以及自放电小、内阻小、性价比高、污染少等优点，锂离子
电池在逐步应用中已显示出巨大的优势，广泛应用于移动电
话、笔记本电脑、摄像机、数码相机、电动汽车、储能、航天等各
领域…。
目前，锂离子电池正极材料主要有钴酸锂、镍酸锂、锰酸
锂和磷酸铁锂等【２１。其中磷酸铁锂（ＬｉＦｅＰＯ。）具有来源广泛、价
格便宜、热稳定性好、无吸湿性、对环境友好等优点。获得人们
的广泛关注。具有规则橄榄石型的ＬｉＦｅＰＯ。，其理论比容量相
对较高（１７０ｍａｈ／ｇ），能产生３．４Ｖ（ｖｓ．“／Ｌｉ＋）的电压，在全充
电状态下具有良好的热稳定性、较小的吸湿性和优良的充放
电循环性能，因而ＬｉＦｅＰ０４被认为是锂离子动力电池发展的
理想正极材料１３Ｊ。
１ＬｉＦｅＰ０４的结构特点
如图ｌ所示，ＬｉＦｅＰＯ。是一种稍微扭曲的六方最密堆积结
构。属于Ｐｍｍｌ４１空间群。晶体由Ｆｅ０６八面体和Ｐ０。四面体构
成空间骨架，Ｐ占据四面体位置，而Ｆｅ和Ｌｉ则填充在八面体
的空隙中。晶格中ＦｅＯ。通过ｂｃ面的公共角连接起来，ＬｉＯ。则
收稿日期：２０１０－０３－１９
作者简介：李溯（１９８卜），男，四川省人，硕士研究生．主要研究
方向为新能源材料与节能技术ｏ
９６３形成沿ｂ轴方向的共边长链。其中一个Ｆｃ０６八面体分别与两个Ｌｉ０６八面体共边，而每个Ｐ０４基团分别与ＦｅＯ。八面体、ＬｉＯ。八面体有一个公共边和两个公共边。因为没有连续的Ｆｅ０６共边八面体网络，故不能形成电子导电；同时，由于Ｐ０４四面体限制了晶格的体积变化，使得Ｌｉ＋脱嵌和电子扩散受到影响，以致造成ＬｉＦｅＰ０４正极材料极低的电子导电率和离子扩散效率【５１。
图１橄榄石ＵＦｅＰＯ，的结构
２ＬｉＦｅＰ０４的合成方法
２．１固相合成法
Ｇｏｏａ朗ｏｕｇｈｌ４嘬早运用固相法制备ＬｉＦｅＰ０４。按化学计量比将ＬｉｚＣ０３。ＦｅＣ２０，?２Ｈ２０和ＮＨＪ－１２Ｐ０４或（ＮＨ。）２ＨＰ０４混合，在惰性气氛保护下，于３００℃左右使混合物初步分解，然后升温至６００～８００℃，保温１２ｈ以上，就可以得到橄榄石晶型的
２０１０．９Ｖｏｌ。３４
Ｎ０．９
万方数据