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磷酸锰铁前驱体的研究进展

2023-10-18王彦强柯君雄王镖靳晓景刘海涛

化工管理 2023年25期

王彦强,柯君雄,王镖,靳晓景,刘海涛

(山东彩客新材料有限公司,山东 东营 257029)

0 引言

橄榄石结构的磷酸铁锂(LFP)自从1997 年被首次提出可以用作锂离子电池正极材料以来[1],由于其理论比容量高、成本低廉、环境友好、热稳定性良好等优点被广泛研究,且已实现产业化应用。但随着社会需求的发展,低的电压平台(3.4 V)已不能满足当前市场对于高能量密度电池的需求。因此,迫切需要寻求一种既可以提高LFP 材料的能量密度,又能发挥出该材料较高的安全性能的材料。其中,磷酸锰铁锂(LiMnxFe1-xPO4,0

磷酸锰铁(MnxFe1-xPO4,0

1 磷酸锰铁的制备方法

磷酸锰铁前驱体材料的制备方法与磷酸铁的制备方法类似,主要包括共沉淀法、水热法、高温固相反应法、喷雾干燥法等。选择不同的合成方法对磷酸锰铁的颗粒大小和形貌结构有着非常重要的影响,进而在一定程度上决定着磷酸锰铁锂正极材料电化学性能的好坏。

1.1 共沉淀法

丁建民[3]使用共沉淀法制备了纳米级球形磷酸锰铁前驱体。将锰源、铁源、磷源分别溶于水溶液中,按照所需中间体MnxFe1-xPO4摩尔比x:1-x:1=0.1-0.9:1-(0.1-0.9):1 取溶液混合,混合后使用碱性溶液调节pH 为1~3,继续搅拌2 h 形成混浆。将混浆过滤,取清液加入氧化釜中,再添加氧化剂进行氧化,搅拌反应1~3 h,反应温度为25~120 ℃,反应后压滤,使用去离子水进行洗涤,得到初始纯净的纳米磷酸锰铁。然后在40~80 ℃干燥箱中干燥6~10 h,得到纳米级球形形貌的MnxFe1-xPO4中间体。以Mn0.8Fe0.2PO4为例,该中间体制成的磷酸锰铁锂正极材料LiMn0.8Fe0.2PO4在室温25 ℃下,以锂片为负极做成扣式电池,0.2 C放电157.68 mAh/g。……

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