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磷酸鐵鋰是一種什么樣的材料？

來(lái)源:磷酸鐵鋰 | 作者:友創(chuàng)偉業(yè) | 發(fā)布時(shí)間: 2020-12-01 | 1877 次瀏覽 | 分享到:
磷酸鐵鋰材料主要用于各種鋰離子電池，與傳統(tǒng)的鋰離子二次電池正極材料，尖晶石結(jié)構(gòu)的LiMn204和層狀結(jié)構(gòu)的LiCoO2相比，LiMPO4的原物料來(lái)源更廣泛、價(jià)格更低廉且無(wú)環(huán)境污染。
 
磷酸鐵鋰電池是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。鋰離子電池的正極材料有很多種，主要有鉆酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。其中鉆酸鋰是目前絕大多數(shù)鋰離子電池使用的正極材料，而其它正極材料由于多種原因，目前在市場(chǎng)上還沒(méi)有大量生產(chǎn)。磷酸鐵鋰也是其中一種鋰離子電池。從材料的原理上講，磷酸鐵鋰也是一種嵌入/脫嵌過(guò)程，這一原理與鉆酸鋰，錳酸鋰完全相同。
 
1、磷酸鐵鋰性能特點(diǎn)
 
（1）高能量密度
 
磷酸鐵鋰?yán)碚摫热萘繛?70mAh/g，產(chǎn)品實(shí)際比容量可超過(guò)140 mAh/g（0.2C，25℃）；
 
（2）安全性
 
磷酸鐵鋰是目前最安全的鋰離子電池正極材料；不含任何對(duì)人體有害的重金屬元素；
 
（3）壽命長(zhǎng)
 
在100%DOD條件下，可以充放電2000次以上；（原因：磷酸鐵鋰晶格穩(wěn)定性好，鋰離子的嵌入和脫出對(duì)晶格的影響不大，故而具有良好的可逆性。存在的不足是電子離子傳到率差，不適宜大電流的充放電，在應(yīng)用方面受阻。解決方法：在電極表面包覆導(dǎo)電材料、摻雜進(jìn)行電極改性。
 
（4）無(wú)記憶效應(yīng)
 
（5）充電性能
 
用磷酸鐵鋰作正極材料的鋰電池，可以使用大倍率充電，最快可在1小時(shí)內(nèi)將電池充滿(mǎn)。
 
2、磷酸鐵鋰物理參數(shù)
 
（1）粒度分布
 
將粉未試樣按粒度不同分為若干級(jí)，每一級(jí)粉末（按質(zhì)量、按數(shù)量或按體積）所占的百分率。
 
表示粒度特性的幾個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)：
 
① D50：一個(gè)樣品的累計(jì)粒度分布百分?jǐn)?shù)達(dá)到50%時(shí)所對(duì)應(yīng)的粒徑。它的物理意義是粒徑大于它的顆粒占50%，小于它的顆粒也占50%，D50也叫中位徑或中值粒徑。
 
D50常用來(lái)表示粉體的平均粒度。
 
② D97：一個(gè)樣品的累計(jì)粒度分布數(shù)達(dá)到97%時(shí)所對(duì)應(yīng)的粒徑。它的物理意義是粒徑小于它的的顆粒占97%。D97常用來(lái)表示粉體粗端的粒度指標(biāo)。其它如D16、D90等參數(shù)的定義與物理意義與D97相似。
 
（2）振實(shí)密度（tap density）
 
在規(guī)定條件下容器中的粉未經(jīng)振實(shí)后所測(cè)得的單位容積的質(zhì)量。
 
p=m/v      式中：
 
p一粉未的振實(shí)密度，g/cm3
 
m一粉料的質(zhì)量，g
 
v一粉料振實(shí)后的體積，cm3
 
（3）比表面積（specific surface area）
 
單位體積或單位質(zhì)量顆粒的總表面積，單位：m2/g
 
（4）碳含量（C%）
 
單位體積或單位質(zhì)量中碳元素的含量，單位：%
 
（5）水分
 
單位體積或單位質(zhì)量中水份的含量
 
（6）XRD（X-ray diffraction）
 
X射線(xiàn)衍射，通過(guò)對(duì)材料進(jìn)行X射線(xiàn)衍射，分析其衍射圖譜，獲得材料的成分、材料內(nèi)部原子或分子的結(jié)構(gòu)或形態(tài)等信息的研究手段。
 
（7）克容量
 
即單位重量的電池或活性物質(zhì)所能放出的電量，單位mAh/g。
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