磷酸锰铁锂技术改性方案有哪些?

最佳答案 匿名用户编辑于2022/12/30 11:31

关于磷酸锰铁锂技术改性方案的内容,在《磷酸锰铁锂专题分析:续航里程700km电动车“锰”想启航》中有提及,更多内容可以查找原报告了解。

1.碳包覆

碳包覆能有效提升材料导电性能和循环性能。将导电材料包覆在磷酸锰铁锂材料表 面能够构建导电网络,增加材料的导电性能和电池的倍率性能。此外,碳包覆可以有效 阻止磷酸锰锂颗粒进一步长大以及阻止电解液中 HF 对正极材料的侵蚀作用,提高正极材 料的循环性能。选择合适的碳含量在碳包覆过程中较为重要,过高的碳含量会使材料的 克容量大幅下降,而过低的碳含量无法有效提高材料的导电性能和电池的倍率性能。

通常碳包覆过程为:将原材料与碳源球磨混合,然后在高温下进行煅烧形成碳包覆 层,其中常见的碳源包括蔗糖、葡萄糖等。

2.离子掺杂

离子掺杂是从晶格内部改变材料的导电性和离子扩散性能,掺杂离子可使晶格产生 缺陷,并可抑制姜泰勒(John-Teller)效应,从而提高材料性能。常见的掺杂元素包括: Mg、Co、Ni、Cr、Zn、Cu、V、Ti、Zr、Nb。目前来看,掺杂 Mg2+的方法应用和研究 最为广泛,由于 Mg2+的半径小于 Mn 和 Fe,因此磷酸锰铁锂橄榄石结构中 LiO6 八面体 的 Li-O 共价键键长变长,较大间隙有利于锂离子迁移,提升了材料的导电性能,也有 利于材料容量的发挥。同时,镁离子大小介于二价锰离子和三价锰离子之间,可过渡二 价锰到三价锰的转化,从而锰元素价态转换造成的结构坍塌问题可以得到缓解,材料结 构变得更加稳固,锰溶出得到有效抑制。

3.纳米化

纳米化通过减小材料晶体粒径改善倍率性能和其他电化学性能。纳米化通过机械球 磨、控制煅烧温度等方法来减小材料晶体粒径,从而缩短锂离子扩散路径,锂离子迁移 的效率得到提升,从而提升了材料的倍率性能。减小晶体粒径的同时,材料的比表面积 得到提升,从而增大与电解液的接触界面,电极界面阻抗降低,从而电化学性能也能得 到相应的改善。