近年來(lái),隨著電動(dòng)汽車的迅猛發(fā)展,人們對(duì)鋰離子動(dòng)力電池能量密度以及動(dòng)力供給提出了更高的需求。橄欖石型的磷酸鐵鋰因其優(yōu)良的物化穩(wěn)定性、較高的比容量(170 mAh g^-1)、豐富的原料供應(yīng)以及環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是鋰離子動(dòng)力電池正極材料的最佳選擇之一。然而,電子導(dǎo)電性差(10^-910^-10 S cm^-1)和離子擴(kuò)散速率慢(10^-1210^-14 cm² S^-1)這兩個(gè)本征缺陷,嚴(yán)重阻礙了其大倍率性能的應(yīng)用。本文著重研制了三維碳骨架與磷酸鐵鋰的復(fù)合材料,以期提高其電化學(xué)性能。主要研究?jī)?nèi)容如下:首先利用固相球磨將碳納米管與磷酸鐵鋰前軀體混合到一起,借助碳納米管構(gòu)建三維碳骨架跟磷酸鐵鋰實(shí)現(xiàn)原位復(fù)合,并考察該復(fù)合材料的電性能。結(jié)果表明,碳納米管的改性及引入不僅使材料的電荷轉(zhuǎn)移阻抗由461Ω降至148Ω,而且還有效地抑制了高溫結(jié)晶過(guò)程中雜質(zhì)相的生成,改善材料鋰離子擴(kuò)散系數(shù)。0.1C倍... 

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幾種可充電蓄電池的體積比能量和質(zhì)量比能量對(duì)比

鋰離子電池的充放電過(guò)程是一個(gè)鋰離子在正負(fù)極之間往返脫出嵌入的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了電能與化學(xué)能之間來(lái)回轉(zhuǎn)化。鋰二次電池的電化學(xué)反應(yīng)主要是在正負(fù)極及電解液這三者之間進(jìn)行，過(guò)程原理圖如圖1-2所示。具體過(guò)程如下：充電時(shí)，從正極中脫出的鋰離子，經(jīng)過(guò)非水相電解液和隔膜向負(fù)極轉(zhuǎn)移并嵌入；放電時(shí)，在外來(lái)電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下，鋰離子脫離負(fù)極，依然經(jīng)過(guò)非水相電解液和隔膜向正極轉(zhuǎn)移并嵌入。在整個(gè)充放電過(guò)程中，電池的充電電壓要比放電電壓高，這樣才能保證這個(gè)可逆過(guò)程進(jìn)行。電極的電化學(xué)反應(yīng)可以用如下的方程式表示：正極材料的半反應(yīng)： 2←chargedischarge→ 1 2 負(fù)極材料的半反應(yīng)： ←chargedischarge→ 全反應(yīng)： 2←chargedischarge→ i1 2

ePO4的橄欖石結(jié)構(gòu)：灰色區(qū)域?yàn)?FeO6八面體，棕色區(qū)域?yàn)?PO4四面體維通道中[38]3 The olivine structure of LiFePO4: showing the FeO6octahedra (grey), PO4(brown), and the one-dimensional tunnels in which the lithium ions離子的存在讓 LiFePO4擁有優(yōu)異的結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)穩(wěn)定性，能夠鋰離子完全脫出/嵌入，使材料具備較高的理論比容量（170 mO4晶體結(jié)構(gòu)中，與 P 共用一個(gè)氧原子的 Fe-O 鍵會(huì)被強(qiáng)作用的削弱，導(dǎo)致鐵的 3 價(jià)和 2 價(jià)氧化還原對(duì)費(fèi)米能級(jí)降低，從的電極電位。在電極化過(guò)程中，上述的誘導(dǎo)效應(yīng)也使得材料的在 3.4 V 左右[39]。另外，因?yàn)?LiFePO4與 FePO4的晶體結(jié)構(gòu)十變化不大（如表 1-1 所示），所以在充放電時(shí) LiFePO4與 FeP的體積變化很小，強(qiáng)化了材料物理結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。當(dāng)然，這種相轉(zhuǎn)構(gòu)相似性避免了鋰離子脫嵌過(guò)程中的晶體重排，使 LiFePO4具性。但 LiFePO4也有著許多不可忽視的缺陷: 1）典型的混合導(dǎo)

【參考文獻(xiàn)】：
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