磷酸铁锂的液相法合成(10)
图4.4 不同温度焙烧合成样品的首次放电曲线
综合结晶程度、粒径和放电容量3个因素考虑，对650℃下合成的样品的循环性能进行考察。图4.5是于650℃合成的样品前20个循环的放电容量与循环次数的关系图。由图4.5可见，从第1个循环到第5个循环，放电容量逐渐增加，这是由于LiFePO4橄榄石结构中，在锂原子所在的a—c平面包含有PO4四面体，限制了锂离子的移动空间，这样，晶体表面和点阵中的缺陷如间隙原子等就很容易影响锂离子的嵌入和脱出，在充放电过程中，这些缺陷有可能发生移动或其他变化，使嵌锂/脱锂变得更加容易。从第5个循环以后，放电容量逐渐下降，这是多次循环造成容量损失的缘故，但在第20个循环之后，其容量仍保持在130 mA•h/g以上，可见其循环性能良好。
图4.5 样品在650℃下前20次的循环性能
5 结论
随着锂离子动力电池的蓬勃兴起，对正极材料也提出了更高的要求，磷酸亚铁锂正极材料以其优异的安全性能在众多材料中脱颖而出，成为动力电池正极的首选。作为动力电池正极材料之一，磷酸亚铁锂除了必须保证产品纯度以外，晶体形貌、振实密度、比表面积等指标的调节和控制对该材料性能的有效发挥也极其重要。目前，固相生产方法虽然工艺简单、流程较短，但是产品的一致性不好，且成品收率较低，不仅限制了其应用领域的扩展，同时也增加了生产成本。而液相生产方法由于在前驱体制备阶段就便于实现对产品的形貌和粒径的控制，因此使改善产品的性能以及保证品质的均一性成为可能。
采用液相共沉淀法分别在550，600，650，700℃下合成了LiFePO4正极材料，步骤简单，成本低且颗粒均匀。结果表明，样品均具有典型的橄榄石型相结构，随温度的升高样品的结晶程度得到提高。其中，在650℃ 时晶形最完整，振实密度最高并具有最佳的电化学性能：首次放电容量达到133.6 mA•h/g，20次循环后容量保持在130mA•h/g以上。
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