高比能富锰磷酸锰铁锂正极材料的研究进展

LiMnPO4(LMP)具有原料价格便宜、结构较稳定、理论比容量和放电电压平台高等优点,是很有发展前景的的锂离子动力电池正极材料之一。但是LMP材料存在电子导电率和离子导电性低等缺陷,限制了其规模应用。通过在LMP中掺杂Fe元素可以提高材料在充放电过程中的动力学性能,近年来采用纳米化合碳包覆等方法,大大提高了掺铁磷酸锰锂(LFMP)材料的电化学性能。最新的报道表明PHOSTCH公司也有量产LFMP的能力,LFMP材料也已经应用于动力电池领域。然而,如何提升富锰LiFe1-yMnyPO4材料(0.5 ≤y <1.0)的放电比容量、倍率性能、循环稳定性(尤其是高、低温循环性能)以及材料的振实密度等性能,是这类材料在高比能动力电池应用研究中亟需解决的重要问题。

AENM-dengyuanfu

针对这些问题,华南理工大学邓远富教授和香港理工大学陈国华教授合作,通过查阅近年来富锰LFMP的相关文献,从分析富锰LiFe1-yMnyPO4 (0.5 ≤ y < 1.0)正极材料的结构特征、脱/嵌锂机理和脱锂后中间相的热稳定性出发,进而综述近年来富锰LFMP正极材料的研究进展,最后提出改善富锰LFMP材料电化学性能、加工性能以及组装基于LFMP正极材料全电池的策略,并对该材料未来的研究方向提出了自己见解,即构筑较低碳含量且均相碳包覆的纳米粒子团聚成的多孔二级微米颗粒是实现富锰LFMP正极材料高性能化的最可能途径。相关论文发表于Advanced Energy Materials(DOI: 10.1002/aenm.201601958)上。

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