设为首页收藏本站

科技网

[信息] 新一代电池正极材料-磷酸铁锂

[复制链接]
发表于 2008-12-7 02:25:12 | 显示全部楼层

新一代电池正极材料-磷酸铁锂

新一代电池正极材料-磷酸铁锂


锂离子电池作为高比能量化学电源已经广泛应用于移动通讯、携带型手提电脑、摄像机、照相机、携带型仪器仪錶等领域,也是各国大力研究的电动汽车、空间电源的首选配套电源。

 

先进的电池材料尤其是正极材料构成了目前锂离子电池更新换代的核心技术,是锂离子电池的关键技术之一。自1997年A.K.Padhi首次报导磷酸铁锂(LiFePO4)具有脱嵌锂功能以来,橄榄石型磷酸盐类嵌锂材料,LiMPO4(M:Mn,Fe,Co,Ni), 成为很有潜力的锂离子电池正极材料。

 

磷酸铁锂作为锂离子电池用正极材料具有良好的电化学性能,充放电平台十分平稳,充放电过程中结构稳定。同时,该材料无毒、无污染、安全性能好、可在高温环境下使用、原材料来源广泛等优点,是目前电池界竞相开发研究的热点。


与传统的钴酸锂正极材料相比,磷酸铁锂具有如下优点:

(1)安全性更高。磷酸铁锂比目前广泛使用的钴酸锂等材料更安全,以磷酸铁锂作正极材料的锂电池安全性能可以达到镍镉电池水平。

(2)迴圈性能更好,更稳定。迴圈寿命可高达2000次(80%DOD),并且十分稳定(衰减十分缓慢),自放电率极低,可达钴酸锂的1/10;

(3)高温性能好。在60-80℃放电容量高于常温容量;

(4)不使用战略资源钴,价格低。


首先我们来看看晶体结构:

磷酸铁锂的晶体结构决定了它在锂离子的嵌入/脱嵌过程中,体积基本上不会发生变化,这点与钴酸锂、锰酸锂明显不同。

磷酸铁锂实质上是一种盐,磷酸盐,因此它十分稳定,高温稳定性好,储存性能好,这两个指标是目前所有的正极材料中最好的。
因为晶体结构的原因,决定了它的迴圈次数可以很高,可以达到2000次。

当然,磷酸铁锂也有它的缺点:
1、导电性差。这个问题是其最关键的问题。磷酸铁锂之所以这麽晚还没有大范围的应用,这是一个主要的问题。但是,这个问题目前已经可以得到完美的解决:就是添加C或其他导电剂。实验室报导可以达到160mAh/g以上的比容量。

2、振实密度较低。一般只能达到1.3-1.5,低的振实密度可以说是磷酸铁锂的最大缺点。这一缺点决定了它在小型电池如手机电池等没有优势。即使它的成本低,安全性能好,稳定性好,迴圈次数高,但如果体积太大,也只能小量的取代钴酸锂。这一缺点在动力电池方面不会突出。因此,磷酸铁锂主要是用来製作动力电池。

3、目前研究开发还不深入。目前以磷酸铁锂作为正极材料的产业化情况并不乐观。因为还是最近两年发展起来的,所以各方面的研究还需要继续深入。

 

国外产业化现状:
valence公司是世界上最早的开发者,其产品目录上已经有好多种动力型电池使用磷酸铁锂。最大的优点是迴圈性能 高。可达到2000次(80%DOD)。

新闻:
三洋电机日前试製成功了採用新一代锂离子充电电池候选正极材料--LiFePO4的电池,并在“第45届电池研讨会”上公佈了安全性等内容。

LiFePO的特点是:与现有正极材料LiCoO2相比,材料成本较低,而且高温下也不会释放氧气,因此安全性很高。

 

除三洋电机外,此次研讨会上还有5家研究机构发表了相关成果,基础研究已全面展开。

 

比如,日本东京工业大学公佈了LiFePO4的快速充电特性。

负极使用了石墨。
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

辽公网安备 21100402204006号|科技网 ( 辽ICP备07501385号-1   

GMT+8, 2019-9-18 11:32

Powered by tech-domain X3.4 Licensed

© 2001-2017 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表