稀有金属材料与工程
稀有金屬材料與工程
희유금속재료여공정
RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERNG
2012年
4期
748-752
,共5页
刘洪权%郑田田%郭倩颖%陈蕴博%谷亦杰
劉洪權%鄭田田%郭倩穎%陳蘊博%穀亦傑
류홍권%정전전%곽천영%진온박%곡역걸
正极材料%晶体结构%缺陷化学%表面包覆%LiFePO4
正極材料%晶體結構%缺陷化學%錶麵包覆%LiFePO4
정겁재료%정체결구%결함화학%표면포복%LiFePO4
电极材料是推进电池技术发展及应用的关键.作为锂离子电池正极材料的LiFePO4表现出优异的电池性能(大容量、优异循环特性),但也有本征低电导率的缺点.具有橄榄石结构的LiFePO4在电池充放电过程发生FePO4与LiFePO4之间的相变, 已有实验证明充放电过程中出现固溶体LixFePO4.掺杂是提高材料电导率的常用手段,但LiFePO4的掺杂却一直饱受争议；缺陷化学的研究初步认定通过适当点缺陷的电荷补偿,晶体内引入掺杂元素是可以实现的,并且提出几种缺陷补偿机制.导电相复合可降低电极颗粒间的接触电阻,特别是LiFePO4的碳包覆有效地改善其电化学性能,促进其工业化推广;碳包覆的有效性取决于碳的sp2杂化键的比例及碳含量.由于电极材料形貌影响电池的充放电动力学过程,LiFePO4的颗粒尺寸、形状、表面粗糙度等的控制都成为提高电池性能的重要手段；LiFePO4的薄膜制备及三维构架技术则进一步推动微型电池的应用发展.
電極材料是推進電池技術髮展及應用的關鍵.作為鋰離子電池正極材料的LiFePO4錶現齣優異的電池性能(大容量、優異循環特性),但也有本徵低電導率的缺點.具有橄欖石結構的LiFePO4在電池充放電過程髮生FePO4與LiFePO4之間的相變, 已有實驗證明充放電過程中齣現固溶體LixFePO4.摻雜是提高材料電導率的常用手段,但LiFePO4的摻雜卻一直飽受爭議；缺陷化學的研究初步認定通過適噹點缺陷的電荷補償,晶體內引入摻雜元素是可以實現的,併且提齣幾種缺陷補償機製.導電相複閤可降低電極顆粒間的接觸電阻,特彆是LiFePO4的碳包覆有效地改善其電化學性能,促進其工業化推廣;碳包覆的有效性取決于碳的sp2雜化鍵的比例及碳含量.由于電極材料形貌影響電池的充放電動力學過程,LiFePO4的顆粒呎吋、形狀、錶麵粗糙度等的控製都成為提高電池性能的重要手段；LiFePO4的薄膜製備及三維構架技術則進一步推動微型電池的應用髮展.
전겁재료시추진전지기술발전급응용적관건.작위리리자전지정겁재료적LiFePO4표현출우이적전지성능(대용량、우이순배특성),단야유본정저전도솔적결점.구유감람석결구적LiFePO4재전지충방전과정발생FePO4여LiFePO4지간적상변, 이유실험증명충방전과정중출현고용체LixFePO4.참잡시제고재료전도솔적상용수단,단LiFePO4적참잡각일직포수쟁의；결함화학적연구초보인정통과괄당점결함적전하보상,정체내인입참잡원소시가이실현적,병차제출궤충결함보상궤제.도전상복합가강저전겁과립간적접촉전조,특별시LiFePO4적탄포복유효지개선기전화학성능,촉진기공업화추엄;탄포복적유효성취결우탄적sp2잡화건적비례급탄함량.유우전겁재료형모영향전지적충방전동역학과정,LiFePO4적과립척촌、형상、표면조조도등적공제도성위제고전지성능적중요수단；LiFePO4적박막제비급삼유구가기술칙진일보추동미형전지적응용발전.
