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提高磷酸鐵鋰電池性能的方法

2022-10-25

磷酸鐵鋰電池

磷酸鐵鋰 (LiFePO) 雖然比其他鋰離子電池正極材料更安全、更環(huán)保、更便宜，但它仍然存在致命的弱點(diǎn): 1、電導(dǎo)率低，大電流放電性能差; 2、振實(shí)密度低，電池容量和能量密度低。提高磷酸鐵鋰電池性能的方法有哪些？

1、碳具有優(yōu)異的導(dǎo)電性。在磷酸鐵鋰的合成過程中，摻雜或涂覆導(dǎo)電碳是提高磷酸鐵鋰電導(dǎo)率的一種簡單有效的方法。添加少量碳，一方面通過碳與LifePO的直接接觸; 增強(qiáng)顆粒之間的電子導(dǎo)電性，提高磷酸鐵鋰的導(dǎo)電性; 另一方面可以在一定程度上抑制LiFePO和顆粒的生長。減小粒徑，縮短Lit在充放電過程中的擴(kuò)散路徑，間接改善磷酸鐵鋰的速率特性。

2、在磷酸鐵鋰中摻雜金屬離子是提高磷酸鐵鋰顆粒內(nèi)部電導(dǎo)率的有效手段之一。摻雜金屬離子進(jìn)入晶體后，會(huì)造成材料內(nèi)部的晶格缺陷，從而從根本上提高材料的導(dǎo)電性。與碳摻雜或碳涂層相比，金屬離子摻雜不會(huì)降低材料的振實(shí)密度，有利于提高磷酸鐵鋰電池的能量密度。

3、減小磷酸鐵鋰的粒徑有助于縮短鋰離子在充放電過程中的擴(kuò)散路徑，提高鋰離子的擴(kuò)散速率，提高大電流充放電性能。采用液相化學(xué)合成方法有利于減小粒徑。但是，粒徑太小會(huì)降低材料的振實(shí)密度，增加材料的比表面積，不利于電極的加工和電池能量密度的提高。適度控制材料粒徑是優(yōu)化材料綜合性能的關(guān)鍵技術(shù)之一。

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