任强 杨旸

（陕西科技大学材料科学与工程学院，陕西西安710021）

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锂离子电池的研究始于20世纪80年代末，1990年Nagoura等人研制成以石油焦为负极、以钴酸锂为正极的锂离子二次电池[1]。随着人们对高能量比和循环寿命长的二次电池需求的增大，锂离子电池产业发展迅猛。与常用的铅酸蓄电池、氢镍电池等二次电池相比，锂离子电池具有开路电压高、能量密度大、使用寿命长、无记忆效应、无污染及自放电小等优点[2]。

正极材料是锂离子电池技术发展的关键。作为锂离子电池正极活性材料，与传统的LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4等相比，磷酸亚铁锂（LiFePO4）具有稳定性高、安全可靠、循环性能良好等优点，同时Fe的资源储量丰富，价格低廉，而且无毒。自1997年首次报道其电化学性能以来，LiFePO4被认为是具有很大应用潜力的锂离子电池正极材料，其组装的电池放电电压达到3.4V，电池的理论容量达到了170mA·h/g。[3-5]

在LiFePO4晶体结构中，氧原子占据六面紧密堆积结构的空位；磷原子在氧四面体的4c位形成PO4四面体；铁原子、锂原子分别在氧八面体的4c和4a位形成FeO6和LiO6八面体。在b-c平面上，FeO6八面体通过共点连结，LiO6八面体则在b轴方向上通过公共边相接成链。1个FeO6八面体与2个LiO6八面体和1个PO4四面体共棱，而1个PO4四面体则与1个FeO6八面体和2个LiO6八面体共棱。锂离子在4a位形成平行于c轴的共棱的连续直线链，使其具有二维可移动性，充放电时能自由脱嵌。[6-7]

磷酸亚铁锂的来源主要有两类，一类来源于自然界中的磷铁锂矿，但是其中LiFePO4的含量不高，且由于杂质的影响，其电化学性能很差[8]。……