在磷酸铁锂正极材料中的应用

近年来,中国锂电池产量已大幅提升,截止2009年底,锂离子电池索计产量高达18.75亿只。锂电池正极材料也已经从单一的钴酸锂材料、发展到钴酸锂、锰酸锂、镍钴酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂等材料齐头并进的阶段。在锂电池市场增长的拉动下,锂电池材料整体市场呈上升趋势,锂电正极材料研究方面所取得的进展表明其市场前景广阔。


磷酸铁锂是引发锂电革命行业的一种新材料,是锂电池行业发展的前沿。磷酸铁锂电池由于其自身的优势被广泛应用于混合动力汽车、电动工具、电动白行车、电动助力车、发电储能装置等各个领域?;旌隙ζ?HEV)是未来数年内新能源汽车的主要发展方向。随着混合动力汽车产量的不断增加,混合动力汽车占有率的提升,磷酸铁锂电池市场规模将快速增长。磷酸铁锂--新型锂离子电池正极材料。


锂离子电池的性能主要取决于正负极材料,磷酸铁锂作为新兴的锂离子电池正极材料,其安全性能与循环寿命较其它正极材料具有明显优势,这些也正是动力电池重要的技术指标。磷酸铁锂具有无毒、无害、安全性好、寿命长等优点,已经成为新一代锂离子电池理想的正极材料之一。


锂电池主要由正极材料、负极材料、电解液和隔膜组成。正极材料的成本和性能制约着锂离子电池的发展。因此,正极材料的研发是推动锂离子电池技术更新的关键。目前,国内正极材料主要有钴酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂和三元材料。磷酸铁锂具有安全性好、循环寿命长、热稳定性好、原料来源广、价格低的优点,但其压实密度低,低温电导率差。


简单的制备磷酸亚铁锂的过程/c阴极材料:添加LiOH和FePO4球磨罐,加入纯净水,添加一定量的碳源球磨后,取出球状石墨铸铁的泥浆3h后,把它放到了喷雾干燥的喷雾干燥器。喷雾干燥应在一定的进出口温度下进行(进口温度200-250℃,出口温度< 100℃)。物料干燥后放入气氛炉低温煅烧2h,再高温煅烧6h,得到lifepo4/c正极材料。


实验结果表明,喷雾干燥工艺使前驱体材料烧结前具有良好的球度,颗粒尺寸为20-20 μ m。在喷雾干燥条件下,材料的化学成分相对均匀。在煅烧过程中,球形颗粒之间没有固相变化,lifepo4/c的晶粒产量仅限于一个球形颗粒。因此,lifepo4/c晶粒较小,晶粒细小有利于lifepo4/c的电学性能。


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磷酸铁锂的主要应用领域:

(1)储能设备:基于太阳能、风能、地热、海洋能发电系统之储能设备;电网调峰;不断电系统UPS;配合太阳能电池使用作为储能设备;家庭照明等。

(2)电动工具类 高功率电动工具(无线);电锤、电钻、除草机等。

(3)轻型电动车辆 电动机车,电动自行车,休闲车,高尔夫球车,电动推高机,清洁车;混合动力汽车(HEV),近期2-3年的目标,叉车、铲车等动力电源。

(4)小型设备医疗设备:电动轮椅车,电动代步车;玩具(??氐缍苫?,车,船)。

(5)其它小型电器,矿灯。

(6)启动电源:汽车、摩托车、拖拉机、柴油机,铁路内燃机车、电力机车、客车起动电源;

(7)固定型电源:用于通讯、移动基站、电信、铁路运输、电力、金融、发电厂、计算机系统作为?;?、自动控制的备用电源。


锂离子电池技术已不是一个单纯一项产业技术,它相关信息产业的发展,更是新能源产业发展的基础技术之一,并成为现代和未来军事装备不可缺少的重要“粮食”之一。相信在不就的将来,磷酸铁锂电池将取代铅酸电池一统动力电池天下局面,且用途将更加广泛!


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