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磷酸铁锂的制备及其电化学性能杜炳林;朱华丽;张磊;王成武;陈召勇【摘要】以LiOH·H2O,FeSO4·7HO和H3PO4为原料[n(Li)∶n(Fe)∶n(P)=3∶1∶1],采用水热法合成了LiFePO4(P),其结构经XRD,FE-SEM,HR-TEM和SEAD表征.考察了pH值、反应温度、反应时间和表面活性剂对P的结晶度、颗粒形貌、晶粒大小和择优取向的影响.结果表明:在pH为9.27,0.5％的聚乙烯醇为表面活性剂,于150℃反应8h合成的P表现出规则的片状形貌,衍射峰强I(200)/I(211)为0.492 5;P在垂直b轴方向有一定的择优生长;P在ac面为最大面,b轴方向尺寸最短;采用乙炔黑为导电剂制备的P扣式电池表现出优良的电化学性能,于室温0.1C倍率充放电,放电比容量为108.3 mAh·g-1;葡萄糖包覆改性后的扣式电池,0.1C倍率放电比容量为148mAh·g-1,1C倍率放电时,放电比容量仍保持在133.9 mAh·g-1左右.【期刊名称】《合成化学》【年(卷),期】2014(022)003【总页数】5页(P322-326)【关键词】水热法;制备;LiFePO4;择优生长;包覆改性;充放电性能【作者】杜炳林;朱华丽;张磊;王成武;陈召勇【作者单位】长沙理工大学物理与电子科学学院,湖南长沙410114;长沙理工大学物理与电子科学学院,湖南长沙410114;长沙理工大学电力与交通材料保护湖南省重点实验室,湖南长沙410114;长沙理工大学物理与电子科学学院,湖南长沙410114;长沙理工大学物理与电子科学学院,湖南长沙410114;长沙理工大学物理与电子科学学院,湖南长沙410114【正文语种】中文【中图分类】O614.8;O613.6针对磷酸铁锂(LiFePO4)的电导率和离子扩散率低两大缺陷，研究人员纷纷展开了大量深入的研究。
磷酸铁锂电池的制备和性能研究磷酸铁锂电池近年来被广泛应用于电动汽车、存储系统等领域，其高能量密度、长循环寿命等优点备受关注。
磷酸铁锂电池的制备技术和性能研究也成为了研究热点。
一、磷酸铁锂电池的制备磷酸铁锂电池的制备分为三个部分：正极材料的制备、负极材料的制备和电解液的制备。
1. 正极材料的制备磷酸铁锂电池的正极材料是由磷酸铁锂和导电剂、粘结剂等组成的。
其中，磷酸铁锂的制备方法有多种，常用的有水热合成法、固相合成法等。
在这里，我们重点介绍一下水热合成法。
水热合成法是将适量的铁盐和磷酸盐加入热水中，在高温高压下形成磷酸铁锂晶体。
该方法具有简单、成本低、产量大等优点。
但是，该方法需要高温高压，环境污染，需要控制合成时间和温度等难点。
2. 负极材料的制备负极材料是由石墨和粘结剂组成的。
石墨是黑色或灰色晶体，是一种具有优异导电性、化学稳定性和机械强度的材料。
负极材料的制备包括炭化和球磨两个过程。
其中，球磨是必不可少的工艺，可以使石墨颗粒更加均匀细小，增加电池的循环寿命。
同时，球磨过程也有利于材料与电解液接触，提高电池的效率。
3. 电解液的制备磷酸铁锂电池的电解液主要包括磷酸盐、碳酸盐、有机溶剂等。
其中，磷酸盐是电解液中最主要的组成部分。
磷酸盐可以增加电池的电导率，提高电池的工作效率和循环寿命。
二、磷酸铁锂电池的性能研究磷酸铁锂电池的性能研究主要包括电化学性能和力学性能两个方面。
1. 电化学性能电化学性能是磷酸铁锂电池的一个重要指标，主要包括比容量、容量保持率、充放电效率等。
比容量是指单位质量电池的储能能力。
磷酸铁锂电池具有较高的比容量，可以满足电动汽车等高能量密度的需要。
容量保持率是指电池在长时间循环使用后所剩余的电荷容量占初始电荷容量的比值。
磷酸铁锂电池具有较好的容量保持性能，可以在多次充放电循环中保持较稳定的性能。
充放电效率是指电池在充电和放电过程中消耗的能量占输入能量的比值。
磷酸铁锂电池具有较高的充放电效率，能够有效地提高电池的使用效率。
10-P-026自组装球形磷酸铁锂的水热合成及其电化学性能研究付正伟，关翔锋，李莉萍, 李广社*中国科学院福建物质结构研究所，结构化学国家重点实验室,350002，福州E-mail: guangshe@锂离子电池由于具有电压高、比能量大、循环寿命长、自放电小、无记忆效应、环境污染小等优点而受到了人们的广泛关注。
磷酸铁锂(LiFePO4)正极材料凭借其自身高比容量（170mAhg-1）, 较好的热稳定性，出色的可循环性能，低成本和较好的环境友好性成为近年来的研究热点材料之一 。
然而，目前最常用的高温固相法制备的LiFePO4粉体颗粒通常由无规则的颗粒组成，其振实密度和体积比容量较低, 影响了其产业化进程。
研究和实际应用表明，制备球形LiFePO4不仅可以解决振实密度和体积比容量较低的问题，而且有利于改善电极涂覆工艺。
本文采用简单的一步水热法合成了球形的LiFePO4，采用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜等手段对制备产物进行了表征分析，并研究了不同形貌对LiFePO4的电化学性能的影响。
Fig.1 SEM images of spherical LiFePO4关键词：水热法；球形；LiFePO4参考文献：[1] Byoungwoo Kang, Gerbrand Ceder Nature, 2009, 458, 190-193[2] Zhihua Li, Duanming Zhang, Fengxia Yang J Mater Sci(2009) 44:2435-2443.Hydrothermal Synthesis and Electrochemical performance of Self-assembled spherical LiFePO4Zheng-wei Fu, Xiang-feng Guan, Li-ping Li，Guang-she Li*State Key Laboratory of Structural Chemistry, Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Chinese Academy of Sciences, 350002, FuzhouSelf-assembled spherical LiFePO4 was prepared by simple one step hydrothermal method.The as-prepared samples were characterized by XRD and SEM. The influence of morphology on the electrochemical performance of LiFePO4 was systemically investigated.77。
溶胶凝胶法制备磷酸铁锂及电化学性能研究
磷酸铁锂正渐渐成为绿色能源以及电子传感器和智能装备领域中不可替代的重
要能量驱动力。
因此，近年来，不断探索制备磷酸铁锂材料的新工艺在材料学领域变得尤为重要。
溶胶凝胶法结合分子设计策略在制备高性能磷酸铁锂材料方面受到极大关注。
溶胶凝胶法是一种分散金属、无机颗粒或微米级反应产物的常用技术。
此技
术主要通过在溶胶中将翽多阳离子变成示态，生成具有固体块相组织的凝胶。
通过该方法可以有效地激发反应介质中的反应物相互作用，并形成等离子现象，在解决传统方法技术存在的制备难度中发挥着巨大作用。
本研究采用溶胶凝胶法制备了磷酸铁锂，对其进行了结构和电化学性能的详细
检验。
结果表明，使用溶胶凝胶法制备的磷酸铁锂材料具有高性能，其电学性能水平普遍优于传统制备方法，如浆料法或震击法。
而且，这种新型的磷酸铁锂极低的吸附/抗污染性使其具有良好的安全性。
综上所述，以溶胶凝胶法制备的磷酸铁锂材料在结构和性能表现上都十分优越，具有可靠的安全性，且能很好地满足绿色能源以及电子传感器和智能装备领域的要求，受到了越来越多研究者的关注和青睐。
继续深入研究，将会有助于实现和推动磷酸铁锂材料在实际应用中的更多发挥。
磷酸铁锂材料的结构与电化学性能研究磷酸铁锂（LiFePO4）作为一种新型的锂离子电池正极材料，具有较高的理论比容量、较低的价格和较长的循环寿命等优点，已经成为了新一代锂离子电池的研究热点之一。
本文将重点探讨磷酸铁锂材料的结构特点及其与电化学性能之间的关系。
首先，我们来研究磷酸铁锂的结构。
磷酸铁锂晶体属于正交晶系，具有Pnma空间群。
其晶格参数为a=10.34 Å，b=6.01 Å，c=4.73 Å。
磷酸铁锂主要由六方层、双立方层和六方箔组成。
六方层是由交替排列的Li原子和PO4四面体离子构成的，其中Li原子占据了六方层的六个完整六边形中的5个。
双立方层是由交替排列的Fe原子和PO4四面体离子构成的，每个正方形单元包含有一个完整的六边形双立方层。
而六方箔是由交替排列的Li和Fe层构成，Li位于Fe层之间。
磷酸根离子(PO4)与FeO4四面体通过共享氧原子相互连接形成了三维骨架结构。
总体而言，磷酸铁锂的晶体结构相对比较稳定，能够提供良好的锂离子嵌入/脱出路径，有利于电池的高速充放电。
接下来，我们将探讨磷酸铁锂结构与其电化学性能之间的关系。
首先是磷酸铁锂的循环性能。
磷酸铁锂材料具有较低的电压平台（约3.4 V vs. Li/Li+）和较小的电导率，导致其电池的电压输出相对较低。
此外，磷酸铁锂的电池循环性能相对较好，其衰减速率较慢，可保持较高的容量保持率。
这主要得益于磷酸铁锂的独特晶体结构，其稳定的结构能够提供较好的结构稳定性，减少电池中的容量衰减。
其次，磷酸铁锂的理论比容量也是其优点之一。
磷酸铁锂具有较高的理论比容量（170 mAh/g），相对于传统的锂离子电池材料如钴酸锂（约140 mAh/g）和三元材料（约140 mAh/g），磷酸铁锂具有更高的容量输出。
这是由于磷酸铁锂的独特结构，使其锂离子在其晶体结构中嵌入/脱出时具有较小的活化能，从而实现高容量的充放电。
同时，磷酸铁锂材料还具有良好的安全性能。
磷酸铁锂正极材料的制备及其性能研究随着电动汽车的普及，磷酸铁锂电池开始逐渐受到人们的关注和研究。
磷酸铁锂电池作为一种新型绿色环保的电池，具有较高的能量密度、长的循环寿命、高的安全性和无污染等优点。
而磷酸铁锂电池的正极材料是发挥其性能的关键，因此，磷酸铁锂正极材料的制备及其性能研究具有重要的意义。
一、磷酸铁锂正极材料的制备1、化学共沉淀法化学共沉淀法是制备磷酸铁锂正极材料的一种常用方法。
此法的基本步骤是将三种金属铁、锂和磷的盐酸溶液一起混合，使之共同沉淀，然后加以干燥和煅烧处理，最后制得磷酸铁锂正极材料。
此法能够制备出单一晶相的磷酸铁锂材料，但是它的产率低，成本高，处理工艺复杂，难以实现大规模生产。
2、水热法水热法是一种在水热反应条件下合成高纯度磷酸铁锂材料的方法。
在反应系统中加入三种金属的盐类和混合物，反应后得到磷酸铁锂晶体材料。
此法不易控制反应条件，但是可以制备出高纯度、高晶质度和高比表面积的磷酸铁锂材料，具有很好的应用前景。
3、固相法固相反应是一种简单易行的反应方式，将三种金属元素物质按照一定比例混合成相应的氧化物颗粒，在高温条件下热处理反应，最终得到磷酸铁锂材料。
这种方法制备的材料颗粒均匀，成分均匀，可以满足日常使用要求。
二、磷酸铁锂正极材料性能研究1、循环稳定性磷酸铁锂正极材料的循环稳定性是磷酸铁锂电池的关键性能之一。
随着充放电次数的增加，材料晶格结构的失稳、表面界面的增加、电极剥落和极化等因素会影响其循环性能。
因此，在制备磷酸铁锂正极材料时，要考虑其晶体结构、微观形貌和表面性质的改善，以提高其循环稳定性。
2、倍率性能磷酸铁锂电池的倍率性能是指充放电过程中电池在不同电流密度下的性能表现。
对于电动汽车等高功率应用场景，倍率性能的要求是非常高的。
因此，制备磷酸铁锂正极材料时，要优化其微观结构和表面形貌，以提高其倍率性能。
同时，也要通过添加助力材料或改变材料催化剂的组成等方法来提升其倍率性能。
磷酸铁锂电池的制备及性能研究近年来，随着新能源汽车领域的迅速发展，磷酸铁锂电池作为一种高能量密度、长寿命、安全可靠的电池技术逐渐成为研究热点。
本文将介绍磷酸铁锂电池的制备及性能研究的相关内容。
一、磷酸铁锂电池的制备磷酸铁锂电池的制备是一个复杂的过程，主要包括正极材料制备、负极材料制备、电解质制备、电池组件制备和装配等环节。
其中，正极材料制备是磷酸铁锂电池制备过程中最为关键的一环。
目前，磷酸铁锂电池的正极材料主要采用固相法和水热法制备。
固相法制备磷酸铁锂正极材料的过程中，一般采用高温固相反应的方法，通过控制反应温度、反应时间、添加剂的种类和用量等进行精细调控，使得反应物的颗粒尺寸均匀、晶格结构完整。
而水热法则是利用水热反应制备磷酸铁锂，通常需要高温、高压的反应条件下进行。
两种方法各有利弊，具体选用哪种方法，应根据实际情况来定。
负极材料炭黑的选择也十分重要。
负极材料主要选用具有高比表面积及良好导电性能的气相合成炭黑。
同样，控制其粒径、比表面积等参数也是重要的研究内容。
电解质的选择与制备也十分重要，主要选用LiPF6电解质，可以在高电压下稳定运行。
且提高体系整体内阻的情况下选择添加二甲基碳酸二丙酯(DMC)或乙磺酰甲烷(EMC)等极性有机溶剂也能有效提升电池的性能。
二、磷酸铁锂电池的性能研究磷酸铁锂电池主要具有如下性能：1.高循环寿命与其他复合材料相比，磷酸铁锂材料具有较强的材料稳定性和电化学稳定性，因此可以获得长循环寿命。
2.高比能量与能量密度磷酸铁锂电池的比能量和能量密度相对较高，这也是其广泛应用的主要原因之一。
3.超低自放电率自放电率是指磷酸铁锂电池在存储中自然失去电能的速率，其较低的自放电率能保证电池的长期存储稳定性。
同时，也应该注意到，磷酸铁锂电池也可能出现如下问题：1.容量衰减随着电池循环次数的增加，其容量逐渐降低，如果不及时处理，其寿命可能会较缩短。
2.极化原因极化患者是由于材料成分的不均匀性或电池内部的膜成长引起的，早期阶段的极化可能并不影响电池性能，但随着循环次数的增多，会逐渐加剧导致其性能逐渐下降甚至损坏电池。
磷酸铁锂电池的制备及其循环性能研究磷酸铁锂电池作为一种新型的锂离子电池，具有很高的能量密度和安全性，已经成为电动汽车、手机等领域的主流电池之一。
其制备及循环性能研究一直是锂离子电池领域的热点问题，本文将对此进行探讨。
一、磷酸铁锂电池的制备方法磷酸铁锂电极材料的制备是磷酸铁锂电池的核心问题之一。
目前常用的方法包括固相法、水热法、溶胶-凝胶法等。
其中，固相法是制备磷酸铁锂电极材料的主要方法之一。
该方法将Fe、Li2CO3、LiOH·H2O和H3PO4等原料按一定比例混合，并经过球磨、压制、加热等步骤制备成磷酸铁锂电极材料。
虽然该方法简单快速，但存在一些问题，如反应温度高，需要高温处理，易生成副反应产物等。
水热法是一种较为新的制备方法，该方法利用水热反应在高温高压下将Fe、Li2CO3、LiOH·H2O和H3PO4等原料混合，经过一次水热反应后，将得到的沉淀经过分离、干燥、高温煅烧等步骤，最终制备出磷酸铁锂电极材料。
该方法具有成本低、反应速度快、产物质量高等优点，是未来磷酸铁锂电极材料制备的发展方向。
二、磷酸铁锂电池循环性能的研究磷酸铁锂电池的循环性能对其在实际应用中的表现至关重要。
因此，对其循环性能进行研究和优化是磷酸铁锂电池制备的重要方向之一。
1. 循环稳定性循环稳定性是磷酸铁锂电池的最基本性能之一。
目前研究表明，在充放电速率较低（不高于C/5）的情况下，磷酸铁锂电池可以保持较好的循环稳定性。
但是，随着充放电速率的提高，磷酸铁锂电池的循环稳定性受到了一定程度的影响，难以满足实际应用的需求。
2. 比容量比容量是指磷酸铁锂电池在固定充放电速率下的电荷存储能力。
近年来，为提高磷酸铁锂电池的比容量，研究人员采用了多种方法，如结构调控、表面修饰、添加掺杂剂等。
实验表明，通过上述方法可以显著提高磷酸铁锂电池的比容量，但同时也会影响其循环稳定性。
3. 动态性能磷酸铁锂电池的动态性能指的是其在长时间放置后重新充电的能力。
