表面包覆与改性掺杂对磷酸铁锂电化学性能简介
单纯的磷酸铁锂(磷酸亚铁锂)不是好的电池材料,只有通过表面包覆与改性掺杂来改善它的性能。
1)表面包覆主要是:碳包覆和金属氧化物包覆
碳包覆(LiFePO4/C):碳包覆能够改善LiFePO4颗粒之间的电接触,从而提高了材料的电化学性能,但它只能在低电流密度下的改善,提高了材料的可逆容量和循环性。在大电流密度下电化学性能并没有提高,在5C的放电电流密度下的循环容量衰减很严重,在10C的放电电流密度下它的容量与LiFePO4差不多。
金属氧化物包覆(LiFePO4/MOx):金属氧化物包覆既提高了材料的导电性又对材料的密度影响很小(与碳包覆相比较)。
2)改性掺杂主要是:锂位掺杂、铁位掺杂、氧位掺杂、磷位掺杂
锂位掺杂(Li1-xMxFePO4):锂位掺杂可以提高材料的电子电导率,而掺杂材料电导率的提高并非是磷铁化合物的原因,但是能否改善倍率性能这和掺杂的元素有关,还与掺杂量有关。
铁位掺杂(LiFe1-xMxPO4):铁电位掺杂是改善材料的倍率性和循环性一个比较好的方法,因为其制备简单,能广泛应用。
氧位掺杂(LiFeP(MxO4-x)):氧位掺杂以阴离子化合物或单质为掺杂物,易于通过传统的固相方法实现在母体氧位的有效掺杂,显著提高电池容量和循环电性能,很有实用价值。
磷位掺杂(LiyFe(P1-xMx)O4):磷位掺杂的磷酸铁锂正极材料具有较高充放电容量、较好倍率性能和良好循环性能,其中M为掺杂元素,M为Ge, Sn,Se,Te或Bi。