新型锂离子电池正极材料硅酸铁锂的改性研究
2021-01-09李亚玲广东风华新能源股份有限公司广东肇庆526040
化工管理 2021年5期
关键词:扩散系数
李亚玲(广东风华新能源股份有限公司,广东 肇庆 526040)
0 引言
寻找高容量正极材料设计开发锂离子电池是提升电池产品比能的有效方法之一。硅酸铁锂(Li2FeSiO4)是近些年开发出的一种新型聚阴离子型正极材料,在经济性、安全性、环保性及高容量性等诸多方面均占据优势,发展前景一片大好[1]。但其和LiFePO4、Li3V2(PO4)3等材料存在共性不足,电子电导率、锂离子扩散系数均处于较低水平,不利于Li2FeSiO4在动力电池领域中的广泛应用,故而提升Li2FeSiO4正极材料是一项急需解除的现实问题。
1 Li2FeSiO4的简述
1.1 晶体结构
Li2FeSiO4属于四面体结构,利用密集聚集的形式排列O原子,Li、Fe与Si原子分别处于氧四面体的中心部位,均和O原子形成四面体结构,并基于共用顶角O原子的形式衔接成为一体。站在宏观层面上分析,铁氧及硅氧四面体以一维链样排列构成[SiFeO4]2-层,锂氧四面体处于两个[SiFeO4]2-层之间,且会和上下层共同使用O原子。
1.2 不同合成方法下的化学性能
(1)高温固相法:通常利用FeC2O4·2H2O、Li2SIO3与葡萄糖等作为原料,依照一定比例混合,在惰性或还原性条件下预烧结一段时间后,使有机物彻底分解,再进行一段时间煅烧后获得正极材料。国外有学者利用固相法,在800 ℃高温条件下持续煅烧6h获得Li2FeSiO4/C,C/30小倍率第一次放电是170 Ah/g。
(2)溶胶-凝胶法:该法采用前驱体在有机溶剂或水内发生化学反应,形成了均匀的溶胶体系,溶胶历经陈化、聚合过程变成了连贯的链状聚合物网络,针对干燥以后的凝胶进行热处理操作,借此方式强化了体系的机械性能与稳定性,最后产出分子甚至是纳米级别的超细粉体。……
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