第五章 锂电池正极材料
锂电池正极材料研究现状
背景 锂钴氧正极材料 锂镍氧正极材料 锂锰氧正极材料 锂钒氧正极材料 磷酸铁锂正极材料
。1. 当前，全球温室气体排放总量持续攀升，二氧化碳排放中，25%来自汽车，发展电动汽车不仅以电代石油、减少温室气体排放。 2. 电动汽车可分为三种：燃料电池车、混合动力车和纯电动汽车。 3. 燃料电池车的主动力是质子交换膜燃料电池，辅助动力是锂离子电池。由于氢气的生产、储存和运输等问题尚未解决，加之氢燃料电池本身的系统复杂性、氢基础设施的建设难度、铂资源的有限性以及居高不下的成本，应用在电动车上障碍重重、时间漫长。混合动力车的主动力是内燃机，电池只是回收汽车减速时的能量，不能外充电。由于锂离子电池的技术进步很快，电池组循环寿命已超过1000次，锂离子电池为动力的纯电动汽车已成为国际竞争的热点。 4.发展锂离子电池动力纯电动汽车的关键是正极材料
① 固相反应法 ② 对水热法 ③ 凝胶法 ④ 机械化学激活法 ⑤ 融盐合成
1.3 磷酸铁锂正极材料的制备方法
锂电池结构
1绝缘体 2垫圈 3FIX元件 4正极端子 5排气孔 6 防爆阀 7正极 8 隔膜 9 负极 10 负极引线 11正极 12外壳 图1-1圆柱形锂离子电池结构示意图
锂电池工作原理


电解液
锂离子电池电解液来用的是电解质锂盐溶解在有机溶剂中的溶液，具有离子导电性。常见的溶剂有DC、EC、DMC、DEC、EMC等,实际使用中常来用混合型溶剂,如EC+DEC等。 锂离子电池中使用的锂盐，以阴离子不同可分为无机阴离子锂盐和有机阴离子锂盐两类。无机阴离子锂盐主要包括LiClO4、LiBF4、LiPF6、LiAsF6。LiPF6因其电导率高，在商业上得到广泛应用，隔膜：Celgard 2400聚丙烯微孔膜
几个名词
PVDF:聚偏氟乙烯 EC:碳酸乙烯酯 DMC:碳酸二甲酯 倍率：指充放电的容量
电极制备
将样品、乙炔黑和PVDF以质量比8：1：1混合，加入一定量的1-甲基-2-吡咯烷酮（NMP），在玛瑙研钵中研成浆料，涂抹在铝箔上经120 ℃真空干燥12 h后制成正极片。
电池的测试
电压：0-5(V) 电流强度：0-10（mV） 测试步骤：
LiFePO4 的性质
Good –enough 1997首次发现 LiFePO4属于正交晶系（Dzh16），属于Pnmb空间群，晶胞参数a=1.0329nm，b=0.60072nm，c=0.46905nm，每个晶胞含有4个LiFePO4单元，晶体由LiO6八面体，FeO6八面体和PO4四面体共同构成层状脚手架结构。在橄榄石型M1M2PO4晶体结构中，氧原子呈六方紧密堆积排列，磷原子与4个氧原子通过共价键与P5+结合形成稳定的（PO4）3-多阴离子团，磷原子占据四面体中心位置；金属元素在M1和M2位，分别与6个氧原子形成稍微扭曲的八面体。由于八面体之间的PO4四面体限制了晶格体积的变化，使得Li+的脱嵌受到影响，造成Li+在LiFePO4材料中的扩散速率极低[16]。