2016-10
绿色化工
当代化工研旁
Chenmloat Inte
正极材料LiFePO,的制备及掺杂改性
*王博马文婕帅英崔瑞琦高青青
程天乐
（青海大学化工学院青海810016）
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摘要：L证ePO,具有原料丰富，然稳定性好、德环性能和安全性能优良，以及较高的比容量、稳定的工作电压和较长的循环寿命等优点，是板具发展前景的绿色环保材料。但LFePO较低的电子导电率和离子扩散速率，造成其电化学性能不理想，并阻碍了其进一步的发展。本
文综述了当前LiFePO,的主要制备方法和特点以及LiFePO,的杂改性的研究进展，并对LFePO,材科今后的研究重点进行了展望。关键词：LiFePO,；割备；掺杂改性
中图分类号：T
文献标识码：A
PreparationandDopingModificationofLiFePOCathodeMaterial
Wang Bo,Ma Wenjie,Shuai Ying,Cui Ruiqi,Gao Qingqing.Cheng Tianle(School of Chemical Engineering,Qinghai University, Qinghai, 810016)
Abstracf:Warh abundamt raw materials, good thermal stability; ervironmental benignity, excellen cycle performance and sofery performance, and high specific capacity; stable working voltage and long cycle life, LiFePO, cathode material is the very promising and more green ervironmental protectiont material. However, its low electron condhictivity and ion difizsion rate, which leads to zhe poor electrochemical performance of LiFePO and hinders its fiurther development. In zhis paper; zhe main preparation merhods and characteristics of LiFePO, and the research progress on doping modificationt of LiFePO, are reviewed, also rhe fizture research emphasis of LiFePO, material is prospecfed.
Key words: LiFePO,; preparaziont; doping modification
引信
磷酸铁锂的研究最初起源于1997年Goodenough等人对一系列铁基材料的发现，之后国际上不同研究小组对其进行了广泛的研究，并取得重大进展。LiFePO,作为锂电池正极材料有着诸多优点：安全环保、无记忆效应、体积小、重量轻、循环性好、电池寿命长等。但磷酸铁锂的低电子导电率、低L+扩散速度以及密度小限制了其实用性。因此 LiFePO,的重要研究方向是利用各种方法来克服其低电导率和低扩散系数的缺点。掺杂是LiFePO改性的热点，因为掺杂能在不改变材料的其他性能的基础上，提高LiFePO,的电子导电率及充放电性能。
1.LiFePO的结构瑞
国
图微预石型LiFePO.站构示意图
Fig. The schematic representaition of olivine LiFePo
structure
如图，在有序的橄榄石型LiFePO,结构中，氧原子以稍
微扭曲的六方紧密堆积方式排列，八面体FeO,在bc平面上相连构成FeO,层。八面体LiO,在b方向上相连成链，四面体 PO,同FeO。、LiO。构成层状脚手架结构。由于没有连续的 FeO。共边八面体网络，无法形成电子导电；面四面体PO.阻
万方数据
碍晶格的体积变化，影响Li+脱嵌和电子扩散，导致磷酸铁
锂电子导电率和离子扩散效率极低。 2.LiFePO的充放电机理
在充电过程中Li+从LiFePO,中脱出，伴随着电子的转移，LiFePO逐渐向FePO,转变，放电过程中Li+嵌入到FePO,相，FePO,逐渐向LiFePO,转变，具体充放电过程如下：
充电反应
LiFePO,xLi+xe→+xFePO,+(1X)LiFePO 放电反应
FePO,+xLi++xe*→xLiFePO,+(1x)FePO, 3.LiFePO.的制备方法及其特点
磷酸铁锂的合成方法主要包括液相合成法和固相锻烧法，其分类和优缺点如表所示。
方法
简
特点
类型
化学均勾性好、纯
通过水解、露合等反应共县
溶胶-额
度高，反庭过程客
有液体特征的胶体体系转化
胶法
募控制，但合或工
成固体特征的胶体体系。
艺复杂，耗时。
液相合成法
水热/溶剂热法
以水为媒，将装有反应物的反应签处于高退高压的环境，主
通过溶解、重结品、过鸿，干爆得到正极材料。
材料晶型均一，颗粒粒径小，工艺筒单，尺适合合或少
量粉体。