磷酸铁锂的新颖合成方法(4)
1.1.5 负极材料
锂电池负极材料大体分为以下几种：
（1） 碳负极材料：
目前已经实际用于锂离子电池的负极材料基本上都是碳素材料，如人工石墨、天然石墨、中间相碳微球、石油焦、碳纤文、热解树脂碳等。
（2） 锡基负极材料：
锡基负极材料可分为锡的氧化物和锡基复合氧化物两种。氧化物是指各种价态金属锡的氧化物。目前没有商业化产品。
（3） 含锂过渡金属氮化物负极材料，目前也没有商业化产品。
（4） 合金类负极材料：
包括锡基合金、硅基合金、锗基合金、铝基合金、锑基合金、镁基合金和其它合金，目前也没有商业化产品。
（5） 纳米级负极材料：纳米碳管、纳米合金材料。
（6） 纳米材料是纳米氧化物材料：
目前合肥翔正化学科技有限公司根据2009年锂电池新能源行业的市场发展最新动向，诸多公司已经开始使用纳米氧化钛和纳米氧化硅添加在以前传统的石墨，锡氧化物，纳米碳管里面，极大的提高锂电池的冲放电量和冲放电次数。
本项目研究的是以碳为负极的锂离子电池。碳材料是现在研究的热点，它的主要优点有：比容量高(200-400mAh/g)，电极电位低(<1．0V vs Li+／Li)，循环效率高(>95％)，循环寿命长。缺点是：非常高的成本，容量较低。研究较多的碳质负极材料有石墨、中间相炭微球(MCMB)、高比容量炭化物等。
1.1.6 电解液
现在人们在电池领域研究和使用的电解质有液体电解质、全固态电解质和凝胶型聚合物电解质三种。目前锂离子电池中使用的电解液主要是有机电解液，该电解液主要由电解质锂盐、有机溶剂和必要的添加剂等原料在一定条件下，按一定比例配制而成。电解液在锂电池正、负极之间起到传导电子的作用，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。对液体电解液的性能上通常有如下要求：锂离子电导率高、热稳定性高、电化学窗口宽及化学稳定性高等。在组成电池以后，主要考察有机电解液与电极的相容性。因为在电池首次充放电过程中，锂离子电池的电极表面形成一层SEI膜，此膜增加电极、电解液的界面电阻，造成电压滞后。但优良的SEI膜具有有机溶剂的不溶性，允许锂离子比较自由的进出，而溶剂分子却无法穿越，从而阻止溶剂分子的共嵌入和共插入对电极的破坏[7]。所以有机电解液的电导率高、电化学窗口宽、化学稳定性好是电解液所要求的。
液态电解质一般由有机溶剂和导电盐组成，有机溶剂包括碳酸丙烯脂(PC)、碳酸乙烯脂(EC)、碳酸二已酯(DEC)、二甲基氧乙烷(DME)、碳酸二甲酯(DMC)和四氢呋喃(THF)等。
1.1.7 隔膜
在锂离子电池正极语负极之间有一层膜材料，通常称为隔膜，它是锂离子电池的重要组成部分。电池隔膜应具有两种基本功能：对电子是绝缘阻挡层，防止电池内短路。对离子的迁移是通道，有利于电池化学反应。对于锂离子电池，由于极性较强的有机电解质的使用，隔膜必须具有良好的耐溶剂性能、大的比表面积、高的孔隙率和优良的热闭合性能。
制造隔膜的材料有天然和合成的高分子材料、无极材料等。根据原料特点和加工方法不同，可将隔膜分成有机材料隔膜、编织隔膜、毡状膜、隔膜纸和陶瓷隔膜等。电池用隔膜可分为半透膜和微孔膜两大类。半透膜的孔径一般为5～100nm，微孔膜的孔径在10μm以上，甚至到几百微米。目前，锂离子电池隔膜主要分为聚烯烃隔膜、无纺布隔膜及无机颗粒隔膜。
1.2 课题内容
1.2.1 课题研究的目的和意义
目前锂离子正极材料磷酸铁锂的导电率问题已经在很大程度上得到了解决，然而在实际工业化生产中仍然存在制造成本过高，产品批次不稳定等问题，这在很大程度上影响了磷酸铁锂的实际应用。因此我们需要找出一套经济的又能制备出优异磷酸铁锂的工艺。Yang [8]等人以廉价的FePO4•2H2O为铁源，采用高温固相法制备了磷酸铁锂，该方法尽管降低了生产成本，但是高温固相法煅烧时间长，煅烧所得产品批次性能极不稳定。Cheng[9]等人以廉价的Fe2O3和LiH2PO4为制备原料，采用水热法制备出了前驱体LiFePO4OH，经过处理后将所得LiFePO4OH进行煅烧最终得到磷酸铁锂。该方法原料成本低廉，制备工艺简单，然而其水热反应温度为220 ℃，这样的温度已经超过工业生产允许的安全温度。同时，其反应采用柠檬酸作为还原剂，这在一定程度上增加了合成成本，也不利于工业化生产。