磷酸铁锂结构与性能关系研究进展

摘要

锂离子电池正极材料-磷酸铁锂(LiFePO4)成为了近几年的研究热点是因为它具有如下优点:具有电化学性能良好(容量可接近170mAh/g、循环1000次后容量无损失)、安全性能优异(P-O键牢固的结合使得在过充、过放时没有氧气的逸出)、潜在的成本低廉傅组成元索Fe、P在地壳中含量丰富且易开采).但LiFePO4本征的电了电导率和锂离了扩散系数低的缺点,使其高倍率、低温性能发挥受阻,成为LiFePO4的大规模应用的瓶颈.本文分析了LiFePO4的晶体结构、空间构型及锉离子迁移路径的几何形状,结果表明,锂离子在扩散过程中择优沿着[010]方向进行.综述了LiFePO4充放电过程中锂离子嵌入/脱出的几种模型("核缩进"模型、"辐射"模型、"马赛克"模型和"多米诺"模型).概括锂离子传输机制及晶体结构,提出磷酸铁锂二维片状的纳米结构,有望达到日离子红磷酸铁锂内快速迁移的目的.最后对LiFePO4的发展前景进行了展望.