(完整版)1-磷酸铁锂合成方法比较.pdf
《(完整版)1-磷酸铁锂合成方法比较.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《(完整版)1-磷酸铁锂合成方法比较.pdf(9页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、磷酸铁锂正极材料制备方法比较A固相法一高温固相法1流程:传统的高温固相合成法一般以亚铁盐(草酸亚铁,醋酸铁,磷酸亚铁等),磷酸盐(磷酸氢二铵,磷酸二氢铵),锂盐(碳酸锂,氢氧化锂,醋酸锂及磷酸锂等)为原料,按LiFePO4分子式的原子比进行配料,在保护气氛(氮气、氩气或它们与氢气的混合气体)中一步、二步或三步加热,冷却后可得LiFePO4粉体材料。例 1:C.H.Mi 等采用一:步加热法得到包覆碳的LiFePO4,其在 30,0.1 C 倍率下的初始放电容量达到160 mAhg-1;例 2:S.S.Zhang等采用二步加热法,以 FeC:2O4 2H2O 和 LiH2PO4为原料,在氮气保护下
2、先于350380加热 5 h 形成前驱体,再在 800下进行高温热处理,成功制备了LiFePO4/C 复合材料,产物在 0.02 C 倍率下的放电容量为159 mAhg-1;例 3:A.S.Andersson等采用三步加热法,将由:Li2CO3、FeC2O42H2O 和(NH4)2HPO4组成的前驱体先在真空电炉中于 300下预热分解,再在氮气保护下先于450加热 10 h,再于 800烧结 36 h,产物在放电电流密度为2.3 mA g-1 时放电,室温初始放电容量在136 mAhg-1 左右;例 4:Padhi等以 Li2CO3,Fe(CH3COO)2,NH4H2PO4为原料,采用二步法合
3、成了LiFePO4 正极材料,其首次放电容量达110 mA h/g;Takahashi等以 LiOH H2O,FeC2O42H2O,(NH4)2HPO4为原料,在 675、725、800下,制备出具有不同放电性能的产品,结果表明,低温条件下合成的产品放电容量较大;例 5:韩国的 Ho Chul Shin、Ho Jang等以碳酸锂、草酸亚铁、磷酸二氢铵为原料,添加 5wt%的乙炔黑为碳源、以At+5%H2 为保护气氛,在 700下煅烧合成10h,得到碳包覆的 LiFePO4 材料。经检测表明,用该工艺合成的LiFePO4 制备的电池放电平台在 3 4-3 5V 之间,005C首次放电比容量为15
4、0mAh/g;例 6:高飞、唐致远等以醋酸锂、草酸亚铁、磷酸二氢铵为原料,聚乙烯醇为碳源。混料球磨所得粒径细小,分布的悬浊液。然后将悬浊液采用喷雾干燥的方法制得LiFePO4 前驱体,再通过高温煅烧合成LiFePO4/C 正极材料,首次放电比容量最为 1394mAh/g,并具有良好的循环性能,经 10C 循环 50 次后,比容量仅下降015%;例 7:赵新兵、周鑫等以氢氧化锂、磷酸铁、氟化锂为原料,,聚丙烯为碳源,先在 500下预烧,再在700下煅烧合成具有F 掺杂的 LiFePO 酒精为球磨介质 4/C 材料,电化学测试结果表明,LiFePO398F002/C 具有最佳放电特性,在 1C 倍
5、率充放电下比容量为146mA h/g。2优点:工艺简单、易实现产业化3缺点:颗粒不均匀;晶形无规则;粒径分布范围广;实验周期长;难以控制产物的批次稳定性;在烧结过程中需要耗费大量的惰性气体来防止亚铁离子的氧化;所生产的 LiFePO4粉末导电性能不好,需要添加导电剂增强其导电性能4改性:添加导电剂(多用蔗糖,乙炔黑,聚乙烯醇,聚丙烯等碳源)增强其导电性能二碳热还原法1.流程:碳热还原法也是高温固相法中的一种,是比较容易工业化的合成方法,多数以氧化铁或磷酸铁做为铁源,配以磷酸二氢锂以及蔗糖等碳源,均匀混合后,在高温和氩气或氮气保护下焙烧,碳将三价铁还原为二价铁,也就是通过碳热还原法合成磷酸铁锂。
6、例 1:杨绍斌等以正磷酸铁为铁源,以葡萄糖、乙炔黑为碳源,采用碳热还原法合成橄榄石型磷酸铁锂。研究发现:双碳复合掺杂样品电性能最高为148.5 mAh/g,倍率放电性能仍具有优势,10 C 时容量保持率为 88.1%;例 2:Mich 等以分析纯的 FePO4和 LiOH 为原料,聚丙烯为还原剂,合成的材料在 0.1 C 及 0.5 C 倍率下首次放电比容量分别为160 mAh/g 和 146.5 mAh/g;例 3:P.P.Prosini 等以(NH4)2Fe(SO4)2和 NH4H2PO4为原料首先合成FePO4,然后用 LiI 还原 Fe3+,并在还原性气氛下(Ar:H2=95:5)于
7、550加热 1 h 后合成了最终样品,其在 0.1C倍率下的室温初始放电容量为140 mAh g-1;例 4:童汇等 18采用碳热还原与机械球磨相结合的方法,以LiH2PO4和 Fe2O3为原料,在混入一定量的碳后于无水乙醇介质中高速球磨3 h,将干燥后的前驱体在氩气保护下于750烧结 15 h得到电化学性能良好的 LiFePO4/C 复合材料,产物以 17 mA g-1的电流密度充放电,初始放电容量为 141.8 mAh g-1,经 80 次循环后的容量仍可达137.7 mAh g-1,容量保持率为 97.1%;例 5:L Wang,G C Liang 等以磷酸铁、碳酸锂、葡萄糖为原料,球磨
8、均匀后以氮气为保护气氛,在不同温度下进行煅烧反应合成。经检测分析表明,在 650下煅烧 9h 后所合成的目标产物LiFePO4 材料,制成电池后在文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V
9、8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5
10、M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF
11、4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU1
12、0V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7
13、J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:
14、CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S20 2C、1C 首次放电比容量分别为151 2mA h/g、144 1mA h/g。2.优点:该法的生产过程较为简单可
15、控,且采用一次烧结,所以它为LiFePO4走向工业化提供了另一条途径;合成过程中能够产生强烈的还原气氛;可以用三价铁的化合物作为铁源,从而进一步降低了成本;同时改善了材料的导电性;避开了其它合成方法中使用磷酸二氢铵为原料,产生大量氨气污染环境的问题。3.缺点:该法制备的材料较传统的高温固相法容量表现和倍率性能方面偏低;对铁源要求较高;反应时间相对过长,温度难以控制,产物一致性要求的控制条件更为苛刻。4.改性:三机械化学法1.流程:以各盐为原料,采用高能球磨的方法,通过机械力的作用使粉末颗粒在球磨罐中进行反复的碰撞、分离、再碰撞,获得破碎和紧密的粉末混合体,然后再进行固相反应即可得到所需要的物相
16、。例 1:Sylvain Franger等将 Fe3(PO4)2 5H2O、Li3PO4和蔗糖球磨混合 24 h 后,在氮气气氛中热处理仅15 min 就合成出 LiFePO4,产物在 0.2 C 倍率下的初始放电容量为 150 mAhg-1;例 2:Sang Jun Kwon等将原料以 15:1 的球料比高速球磨混合 4 h 后在真空管式炉中于600烧结 10 h,直接得到 LiFePO4及其碳复合材料。电化学性能测试表明,在0.05 C 倍率下,LiFePO4的放电容量为 135 mAh g-1,而 LiFePO4/C 复合材料的放电容量则达到156mAh g-1;例 3:FrangerS
17、等将 Fe3(PO4)2 5H2O、Li3PO4和蔗糖在行星球磨机中研磨24 h,然后在 N2 气氛中、500下热处理 15 min,制备出 LiFePO4;例 4:彭文杰等以碳酸锂、磷酸二氢铵、草酸锂和纳米级MgO 粉末为原料,按不同Mg 掺杂量配料并球磨后得到前驱体粉末,然后将前驱体粉末在氩气保护下650烧结 18h,得到各种掺杂量不同的磷酸铁锂正极材料。经随后的分析检测表明,在LiFe099Mg001PO4 的放电容量最佳,室温 0.1C 倍率首次放电比容量为150.8mA h/g;例 5:专利介绍将金属铁粉、磷酸铁、磷酸锂、掺杂元素磷酸盐、导电剂或导电剂前驱体按比例混合均匀,置于填充惰
18、性气氛的球磨容器中,球磨 1836h;所得球磨产物放入高温炉,在氮气或氩气等惰性气氛中,以1030/min 加热速率升温,于 450750恒温培烧1060 min,然后以 1030/min 降温速度冷却至室温,制得磷酸铁锂粉末或掺杂磷文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU
19、10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ
20、7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码
21、:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3
22、HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4
23、ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档
24、编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2文档编码:CF4I4S6V3U3 HU10V8A8T9W4 ZJ7J5M7S8S2酸铁锂粉末。2.优点:通过机械
25、力的作用使颗粒破碎、增大反应物的接触面积,使材料晶格中产生各种缺陷、位错、原子空位及晶格畸变等,有利于离子的迁移还可以增大表面活性,降低自由能,促进反应进行,降低反应温度;简化工艺路程、缩短制备周期。3.缺点:制备的产物物相不均匀且粒度分布范围较宽。4.改性:四微波法1.流程:微波加热过程是物体通过吸收电磁能发生的自加热过程。以各盐为原料,按 LiFePO4分子式的原子比进行配料,在保护气氛(氮气、氩气或它们与氢气的混合气体)以微波加热合成 LiFePO4。例 1:李发喜等采用 Li2CO3和草酸亚铁(FeC2O4 H2O),磷酸氢二氨(NH4)2HPO4)用微波炉合成 LiFePO4,但是由
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 完整版 磷酸 合成 方法 比较
限制150内