磷酸鐵鋰和六氟磷酸鋰簡(jiǎn)介ppt課件

1、磷酸鐵鋰和六氟磷酸鋰簡(jiǎn)介磷酸鐵鋰和六氟磷酸鋰簡(jiǎn)介張榮福張榮福2019-8-30表表1 鋰離子電池與其他電池性能的比較鋰離子電池與其他電池性能的比較圖圖1 鋰離子電池組成結(jié)構(gòu)示意圖鋰離子電池組成結(jié)構(gòu)示意圖圖圖2 鋰離子二次電池工作原理鋰離子二次電池工作原理圖圖3 LiFePO4一充、放電時(shí)晶體結(jié)構(gòu)變化示意圖一充、放電時(shí)晶體結(jié)構(gòu)變化示意圖LiFeP04的結(jié)構(gòu)及充、放電機(jī)理的結(jié)構(gòu)及充、放電機(jī)理馬賽克模型和輻射模型馬賽克模型和輻射模型“鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的研究進(jìn)展鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的研究進(jìn)展”，山西化工，山西化工，2019，302）：）：20-28圖圖4 LIFeP04顆粒在脫鑊和插埋

2、過(guò)程的馬賽克橫型顆粒在脫鑊和插埋過(guò)程的馬賽克橫型LiFePO4材料的制備材料的制備固相合成法和液相合成法固相合成法和液相合成法2類類固相法分為高溫固相合成法固相法分為高溫固相合成法(以草酸亞鐵、磷酸氫二以草酸亞鐵、磷酸氫二銨、碳酸鋰或醋酸鋰等為原料，大規(guī)模生產(chǎn)銨、碳酸鋰或醋酸鋰等為原料，大規(guī)模生產(chǎn)LiFePO4的國(guó)家基本都采用此法，優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)的國(guó)家基本都采用此法，優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，適合產(chǎn)業(yè)化批量生產(chǎn)；缺點(diǎn)是合成產(chǎn)物粒徑單，適合產(chǎn)業(yè)化批量生產(chǎn)；缺點(diǎn)是合成產(chǎn)物粒徑不易控制，分布不均勻，形貌不規(guī)則，導(dǎo)電性能不易控制，分布不均勻，形貌不規(guī)則，導(dǎo)電性能較差，制備過(guò)程中一般通人惰性氣體來(lái)防止二價(jià)較差，制備

3、過(guò)程中一般通人惰性氣體來(lái)防止二價(jià)鐵的氧化，成本較高鐵的氧化，成本較高)、機(jī)械一化學(xué)法和微波燒結(jié)、機(jī)械一化學(xué)法和微波燒結(jié)法等法等液相合成法主要包括水熱法、溶膠一凝膠法和共沉液相合成法主要包括水熱法、溶膠一凝膠法和共沉淀法淀法LiFePO4材料的改性材料的改性 提高電子傳導(dǎo)率：碳包覆；金屬離子摻雜；提高電子傳導(dǎo)率：碳包覆；金屬離子摻雜；金屬粒子混雜金屬粒子混雜 提高離子傳導(dǎo)率：制備納米提高離子傳導(dǎo)率：制備納米LiFePO4；控制；控制材料形貌；金屬離子摻雜等材料形貌；金屬離子摻雜等 同時(shí)提高電子傳導(dǎo)率和離子傳導(dǎo)率：在對(duì)同時(shí)提高電子傳導(dǎo)率和離子傳導(dǎo)率：在對(duì)LiFePO4摻雜的同時(shí)進(jìn)行表面包覆摻雜的同

4、時(shí)進(jìn)行表面包覆電解質(zhì)鋰鹽的種類電解質(zhì)鋰鹽的種類 無(wú)機(jī)陰離子鋰鹽主要包括無(wú)機(jī)陰離子鋰鹽主要包括LiCIO4、LiBF4、LiAsF6和和LiPF6等；等； 有機(jī)陰離子鋰鹽主要包括有機(jī)陰離子鋰鹽主要包括LiCF3SO3和和LiN(SO2CF3)2及它們的衍生物及它們的衍生物六氟磷酸鋰的優(yōu)點(diǎn)六氟磷酸鋰的優(yōu)點(diǎn)在電極上，尤其是碳負(fù)極上，形成適當(dāng)?shù)腟EI膜；對(duì)正極集流體實(shí)現(xiàn)有效的鈍化，以阻止其溶解；有較寬廣的電化學(xué)穩(wěn)定窗口；在各種非水溶劑中有適當(dāng)?shù)娜芙舛群洼^高的電導(dǎo)率；有相對(duì)較好的環(huán)境友好性六氟磷酸鋰制備方法簡(jiǎn)介六氟磷酸鋰制備方法簡(jiǎn)介l 離子交換法離子交換法l有機(jī)溶劑法有機(jī)溶劑法l離子交換法離子交換法l氟

5、化氫溶劑法氟化氫溶劑法雜質(zhì)對(duì)六氟磷酸鋰性能的影響雜質(zhì)對(duì)六氟磷酸鋰性能的影響l 水和氟化氫含量的影響水和氟化氫含量的影響l 六氟磷酸鋰分解為氟化鋰和五氟化磷六氟磷酸鋰分解為氟化鋰和五氟化磷l 五氟化磷與電解液中的痕量水反應(yīng)，生成五氟化磷與電解液中的痕量水反應(yīng)，生成HF和和POF3l鐵、鎳、鈉、鋁等金屬雜質(zhì)離子的影響鐵、鎳、鈉、鋁等金屬雜質(zhì)離子的影響商品化的六氟磷酸鋰產(chǎn)品至少應(yīng)該具有的質(zhì)量指標(biāo)商品化的六氟磷酸鋰產(chǎn)品至少應(yīng)該具有的質(zhì)量指標(biāo) 純度大于純度大于995； 水含量小于水含量小于30 ppm； 氟化氫含量小于氟化氫含量小于150 ppm； 不溶物含量小于不溶物含量小于0.5； 某些金屬如某些金

6、屬如Fe、AI、Mn、Zn、Cr、Ni、Ti、Cu、K 等離子含量均小于等離子含量均小于20 ppm新的電解質(zhì)鋰鹽一氟烷基膦酸鋰新的電解質(zhì)鋰鹽一氟烷基膦酸鋰Li(C3F7)2PF4優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：化學(xué)穩(wěn)定性在有機(jī)溶劑中的溶解性和導(dǎo)電率與化學(xué)穩(wěn)定性在有機(jī)溶劑中的溶解性和導(dǎo)電率與LiPF6相似，相似，且易電離；且易電離；熱穩(wěn)定性好，無(wú)論是在固態(tài)中保存還是以溶液形式存在都不熱穩(wěn)定性好，無(wú)論是在固態(tài)中保存還是以溶液形式存在都不易分解；易分解；不易發(fā)生吸潮水解，因?yàn)樵魉姆榛鶊F(tuán)對(duì)不易發(fā)生吸潮水解，因?yàn)樵魉姆榛鶊F(tuán)對(duì)P能起到空間能起到空間屏蔽作用；屏蔽作用；合成的鋰鹽是含不同氟原子個(gè)數(shù)的混合物，可不需要分離純合成的鋰鹽是含不同氟原子個(gè)數(shù)的混合物，可不需要分離純化直接用于鋰電子電池；化直接用于鋰電