磷酸铁锂是什么?

2020-08-20      6930 次浏览

磷酸铁锂材料重要用于各种锂离子电池,与传统的锂离子二次电池正极材料,尖晶石结构的LiMn204和层状结构的LiCoO2相比,LiMPO4的原物料来源更广泛、价格更低廉且无环境污染。


磷酸铁锂离子电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。锂离子电池的正极材料有很多种,重要有钻酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钻酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料,而其它正极材料由于多种原因,目前在市场上还没有大量生产。磷酸铁锂也是其中一种锂离子电池。从材料的原理上讲,磷酸铁锂也是一种嵌入/脱嵌过程,这一原理与钻酸锂,锰酸锂完全相同。


1、磷酸铁锂性能特点


(1)高能量密度


磷酸铁锂理论比容量为170mAh/g,产品实际比容量可超过140mAh/g(0.2C,


25℃);


(2)安全性


磷酸铁锂是目前最安全的锂离子电池正极材料;不含任何对人体有害的重金属元素;


(3)寿命长


在100%DOD条件下,可以充放电2000次以上;(原因:磷酸铁锂晶格稳定性好,锂离子的嵌入和脱出对晶格的影响不大,故而具有良好的可逆性。存在的不足是电子离子传到率差,不适宜大电流的充放电,在应用方面受阻。解决方法:在电极表面包覆导电材料、掺杂进行电极改性。


(4)无记忆效应


(5)充电性能


用磷酸铁锂作正极材料的锂离子电池,可以使用大倍率充电,最快可在1小时内将电池充满。


2、磷酸铁锂物理参数


(1)粒度分布


将粉未试样按粒度不同分为若干级,每一级粉末(按质量、按数量或按体积)所占的百分率。


表示粒度特性的几个关键指标:


①D50:一个样品的累计粒度分布百分数达到50%时所对应的粒径。它的物理意义是粒径大于它的颗粒占50%,小于它的颗粒也占50%,D50也叫中位径或中值粒径。


D50常用来表示粉体的平均粒度。


②D97:一个样品的累计粒度分布数达到97%时所对应的粒径。它的物理意义是粒径小于它的的颗粒占97%。D97常用来表示粉体粗端的粒度指标。其它如D16、D90等参数的含义与物理意义与D97相似。


(2)振实密度(tapdensity)


在规定条件下容器中的粉未经振实后所测得的单位容积的质量。


p=m/v式中:


p一粉未的振实密度,g/cm3


m一粉料的质量,g


v一粉料振实后的体积,cm3


(3)比表面积(specificsurfacearea)


单位体积或单位质量颗粒的总表面积,单位:m2/g


(4)碳含量(C%)


单位体积或单位质量中碳元素的含量,单位:%


(5)水分


单位体积或单位质量中水份的含量


(6)XRD(X-raydiffraction)


X射线衍射,通过对材料进行X射线衍射,分析其衍射图谱,获得材料的成分、材料内部原子或分子的结构或形态等信息的研究手段。


(7)克容量


即单位重量的电池或活性物质所能放出的电量,单位mAh/g。


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