金年会:高性能纳米磷酸铁锂的绿色高效合成研究取得进展

时间:2022-07-29 18:42

本文摘要:电动汽车的心脏是由电池或燃料电池驱动的电动机。随着电动汽车市场需求的减少,对高品质电池的市场需求也大大提升。 锂离子电池作为电池技术发展的选用,其负极材料是要求电池性能的关键部件之一。LiFePO4同时具备良好的热稳定性、低可逆性和可拒绝接受的工作电压(3.45Vvs.Li+/Li),作为于是以极性材料具备明显的竞争优势。此前已发表文章多使用溶剂热法制取纳米LiFePO4,产物具备较好的电化学性能,但该法的产率较低、成本过低,无法构建规模化生产。

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电动汽车的心脏是由电池或燃料电池驱动的电动机。随着电动汽车市场需求的减少,对高品质电池的市场需求也大大提升。

锂离子电池作为电池技术发展的选用,其负极材料是要求电池性能的关键部件之一。LiFePO4同时具备良好的热稳定性、低可逆性和可拒绝接受的工作电压(3.45Vvs.Li+/Li),作为于是以极性材料具备明显的竞争优势。此前已发表文章多使用溶剂热法制取纳米LiFePO4,产物具备较好的电化学性能,但该法的产率较低、成本过低,无法构建规模化生产。

与溶剂热法比起,水热法制取LiFePO4成本较低,但是产物电化学性能劣。而且,无论溶剂热还是水热制备,由于受到反应的局限性(3LiOH+FeSO4+H3PO4=LiFePO4+Li2SO4),锂源的有效地利用不多达三分之一。因此,如何使用水热法制取具备高性能的纳米LiFePO4并且能循环利用锂源,不仅是构建规模化水热法制取纳米LiFePO4的技术难题,也是一个最重要的科学问题。

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最近,中国科学院金属研究所研究员王晓辉课题组与南京航空航天大学教授朱孔军合作,在了解解读LaMer形核生长机制的基础上,通过增大形核窗口时间来减小形核速率,使用微波水热制备法在纯水的制备环境中制取出有纳米LiFePO4。同时利用沉淀剂将滤液中最有价值的LiOH重复使用再行利用,锂源的有效地利用率多达了90%,大幅度降低了生产成本。由该方法制取的纳米LiFePO4具备迄今为止最低的产率(1.3mol/L),且展现出出有优良的电化学性能,在0.1C倍率下静电比容量为167mAhg-1,3C倍率下充/静电循环1000次后,仍能维持初始容量的88%,可以符合大规模储能的实际应用于。

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该工作首度构建了高性能纳米LiFePO4在纯水的制备环境中的绿色高效制备,将有力推展其规模化生产。涉及结果公开发表在近日出版发行的《绿色化学》(GreenChemistry,2018,20,5215-5223)杂志上。


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