第一節(jié) 產(chǎn)品定義、性能及應(yīng)用特點(diǎn)
一、磷酸鐵鋰的定義
磷酸鐵鋰(LiFePO4)是主要用于鋰離子電池正極的一種材料。其工作電壓適中(3.2V)、電容量大(170mAh/g)、高放電功率、可快速充電且循環(huán)壽命長(zhǎng),在高溫與高熱環(huán)境下的穩(wěn)定性高。
磷酸鐵鋰的基本參數(shù):
1、表面質(zhì)量:
均一的灰黑色,無(wú)結(jié)塊;
2、化學(xué)參數(shù):
Li=4.4%,F(xiàn)e=35.4%,P=19.6%,C=2%
3、物理參數(shù)
松裝密度:0.7g/cm
振實(shí)密度:1.3g/cm
中位徑:2~4um
比表面積:<30m/g
4、涂片參數(shù)
LiFePO4:C:PVDF=90:3:7
敷料量:300g/m
極片壓實(shí)密度:2.1-2.4g/cm
5、電化學(xué)性能
克容量>140mAh/g,測(cè)試條件:半電池,0.1C,電壓4.0-2.0V,循環(huán)1000次容量衰減不大于5%;循環(huán)2000次容量保持率為80%以上。
二、磷酸鐵鋰的性能
1、高能量密度,其理論比容量為170mAh/g,產(chǎn)品實(shí)際比容量可超過(guò)140mAh/g(0.2C,25°C);
2、安全性,是目前最安全的鋰離子電池正極材料;不含任何對(duì)人體有害的重金屬元素;
3、壽命長(zhǎng)。在100%DOD條件下,可以充放電2000次以上;(原因:磷酸鐵鋰晶格穩(wěn)定性好,鋰離子的嵌入和脫出對(duì)晶格的影響不大,故而具有良好的可逆性。存在的不足是電子離子傳到率差,不適宜大電流的充放電,在應(yīng)用方面受阻。解決方法:在電極表面包覆導(dǎo)電材料、摻雜進(jìn)行電極改性。)
4、無(wú)記憶效應(yīng);
5、充電性能,磷酸鐵鋰正極材料的鋰電池,可以使用大倍率充電,最快可在1小時(shí)內(nèi)將電池充滿。
第二節(jié) 行業(yè) 發(fā)展歷程
自1996年日本的NTT首次揭露AyMPO4(A為堿金屬,M為CoFe兩者之組合:LiFeCOPO4)的橄欖石結(jié)構(gòu)的鋰電池正極材料之后,1997年美國(guó)德克薩斯州立大學(xué)John.B.Goodenough等 研究 群,也接著報(bào)導(dǎo)了LiFePO4的可逆性地遷入脫出鋰的特性,美國(guó)與日本不約而同地發(fā)表橄欖石結(jié)構(gòu)(LiMPO4),使得該材料受到了極大的重視,并引起廣泛的 研究 和迅速的發(fā)展。與傳統(tǒng)的鋰離子二次電池正極材料,尖晶石結(jié)構(gòu)的LiMn2O4和層狀結(jié)構(gòu)的LiCoO2相比,LiMPO4的原物料來(lái)源更廣泛、價(jià)格更低廉且無(wú)環(huán)境污染。
在國(guó)內(nèi)磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過(guò)程中,2002年~2003年可以看作是萌芽期,2004年~2006年中試期,2007年~2008年屬于成型期,在這一個(gè)階段工藝隨著產(chǎn)業(yè)鏈上下游資源的充分整合促進(jìn)了材料工藝路線的進(jìn)一步成熟??梢灶A(yù)計(jì)2009年將徹底進(jìn)入產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)化的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)代,也表明鐵鋰產(chǎn)業(yè)徹底完成了“從無(wú)到有”至“從有到優(yōu)”的階段。
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