溶胶-凝胶法制备LiFePO4的研究进展.pdfVIP

溶胶-凝胶法制备 LiFePO4 的研究进展 1 2 1,* 1 1 1 1 张超 ，李玉梅 ，罗绍华 ，凌伟竣 ，王丁 ，吴海艳 ，孙伟娜 (1、东北大学秦皇岛分校，河北 秦皇岛，066004 ） (2、首都航天机械公司，北京，100076) 摘 要: 本文详细介绍了溶胶凝胶法制备 LiFePO4 的基本原理，综述了近几年来溶胶凝胶法制备LiFePO4 的工艺方法， 并对目前存在的几种 LiFePO4 的改性方法进行了总结。同时，对溶胶凝胶法与其它工艺的结合进行了阐述，提出了当 前研究中存在的一些问题，对溶胶凝胶法制备 LiFePO4 的发展趋势做出了展望。 关键词: 溶胶-凝胶法；LiFePO4 ；改性研究；工艺结合 LiFePO4 正极材料。 1 引言 通过控制一系列实验条件，如前驱液中螯合剂与 [1] 1997 年，Padhi 等 首次报道了橄榄石型结构的 金属离子摩尔比、pH 值、温度等，形成可溶性螯合 LiFePO4 具有脱锂嵌锂的行为和一个非常有利用价值 物;减少前驱液中的自由离子，从而形成均匀、透明的 的电压平台。同时，LiFePO4 具有廉价、无毒、环境 溶胶;经脱水处理，在溶胶或凝胶状态下形成前驱体; 相容性很好、矿藏丰富、容量较高（理论容量为 然后在一定的温度下进行热处理，得到所需的粉体。 - 2- 170mAh/g，能量密度为 550Wh/kg ）和稳定性好等特 金属阳离子可与三种配位体(H2O) 、(OH )和(O ) 点。作为新一代理想绿色正极材料，特别是作为动力 结合产生水解。许多情况下水解反应比络合反应快得 锂离子电池材料，LiFePO4 的发现引起了国内外不少 多，往往形成沉淀而无法形成稳定的凝胶。成功合成 研究人员的关注，近几年，随着锂电池的越来越广的 稳定的凝胶的关键是要减慢水合或水一氢氧络物的 应用，对 LiFePO4 的研究越来越多。 水解率，制备出稳定的前驱体液。在溶液中加入有机 目前，制备LiFePO4 正极材料的目前主要有固相 螯合剂 Am-替换金属水化物中的配位水分子，生成新 法和液相法，其中固相法包括高温固相反应法、碳热 的前驱体液，其化学活性可以得到显著的改变: 还原法、微波合成法和脉冲激光沉积法；液相法包括 [M(H O) ]z++aAm-←→[M(H O) (A) ](Z+am)+(n-ω)H 0 2 n 2 ω a 2 溶胶-凝胶法、水热合成法、沉淀法以及溶剂热合成法 式中，n≥ω，(n-ω=)ha ，h 是金属离子 M 与一个配体 A 等。其中，溶胶-凝胶法(sol-gel)具有前驱体溶液化学 中任何原子形成配位键的数目。 均匀性好，可达分子级水平混合、凝胶热处理温度低、 [M(H O) (A) ](Z+am)+H O←→[M(OH)(H O) (A) ](Z+