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磷酸铁锂是什么?

磷酸铁锂材料主要用于各种锂离子电池,与传统的锂离子二次电池正极材料,尖晶石结构的LiMn204和层状结构的LiCoO2相比,LiMPO4的原物料来源更广泛、价格更低廉且无环境污染。

磷酸铁锂

磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。锂离子电池的正极材料有很多种,主要有钻酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钻酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料,而其它正极材料由于多种原因,目前在市场上还没有大量生产。磷酸铁锂也是其中一种锂离子电池。从材料的原理上讲,磷酸铁锂也是一种嵌入/脱嵌过程,这一原理与钻酸锂,锰酸锂完全相同。

1、磷酸铁锂性能特点

(1)高能量密度

磷酸铁锂理论比容量为170mAh/g,产品实际比容量可超过140 mAh/g(0.2C,

25℃);

(2)安全性

磷酸铁锂是目前最安全的锂离子电池正极材料;不含任何对人体有害的重金属元素;

(3)寿命长

在100%DOD条件下,可以充放电2000次以上;(原因:磷酸铁锂晶格稳定性好,锂离子的嵌入和脱出对晶格的影响不大,故而具有良好的可逆性。存在的不足是电子离子传到率差,不适宜大电流的充放电,在应用方面受阻。解决方法:在电极表面包覆导电材料、掺杂进行电极改性。

(4)无记忆效应

(5)充电性能

用磷酸铁锂作正极材料的锂电池,可以使用大倍率充电,最快可在1小时内将电池充满。

2、磷酸铁锂物理参数

(1)粒度分布

将粉未试样按粒度不同分为若干级,每一级粉末(按质量、按数量或按体积)所占的百分率。

表示粒度特性的几个关键指标:

①D50:一个样品的累计粒度分布百分数达到50%时所对应的粒径。它的物理意义是粒径大于它的颗粒占50%,小于它的颗粒也占50%,D50也叫中位径或中值粒径。

D50常用来表示粉体的平均粒度。

②D97:一个样品的累计粒度分布数达到97%时所对应的粒径。它的物理意义是粒径小于它的的颗粒占97%。D97常用来表示粉体粗端的粒度指标。其它如D16、D90等参数的定义与物理意义与D97相似。

(2)振实密度(tap density)

在规定条件下容器中的粉未经振实后所测得的单位容积的质量。

p=m/v??????式中:

p一粉未的振实密度,g/cm3

m一粉料的质量,g

v一粉料振实后的体积,cm3

(3)比表面积(specific surface area)

单位体积或单位质量颗粒的总表面积,单位:m2/g

(4)碳含量(C%)

单位体积或单位质量中碳元素的含量,单位:%

(5)水分

单位体积或单位质量中水份的含量

(6)XRD(X-ray diffraction)

X射线衍射,通过对材料进行X射线衍射,分析其衍射图谱,获得材料的成分、材料内部原子或分子的结构或形态等信息的研究手段。

(7)克容量

即单位重量的电池或活性物质所能放出的电量,单位mAh/g。

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