锂离子电池正极材料磷酸钒锂的分析研发进展

1、锂离子电池正极材料磷酸钒锂的研究进展 .txt26 选择自信， 就是选择豁达坦然， 就是选择在 名利面前岿然不动，就是选择在势力面前昂首挺胸，撑开自信的帆破流向前，展示搏击的风 采。 本文由 hnzzwxf 贡献pdf 文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查看。2 2 77材料 导报21年5月第 20 04卷专辑15锂离 子 电 池 正 极 材料磷酸钒锂的研究进展刘丽英 ， 海 燕 陈炼。翟 玉春。张(广东工业大学材料与能源学院州580；2 迈 科科技有限公司 ， 莞 530 ； 1广100 6 东2803东北大学材料与冶金学院， 阳 1 0 0 ) 沈10

2、4矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。摘要磷 酸钒锂 是 一种新 型的锂 离子 电池正极 材料 ， 电化 学性 能 受合成 方法及 工艺条件 的 影响 。介 绍 其 聞創沟燴鐺險爱氇谴净。了。 (04。V P )的结构特点及充放电过程的电化学特征全面综述 了采 用 固相 反 应 法、溶胶一 胶 法及 微波 法凝 等制备磷 酸钒锂 的研 究现状 ， 比较 了各种 方 法的利弊 。 并oPae tPf rlhuReerhPrgesitoeMaeiltimnduPh sshaesacorsnCa hdtrasLihuVaaimoPt酽锕极額閉镇桧猪訣锥。frLihioteyotu i nBatrmLILyn，ZA

3、NGay n，CH ENa。UiigHHiaLinZHAI Yuhncu。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。(FautfMaeilnegGundniestfTe hooyGun zo10 6；2MciTehooy1clyotraad Enry，agogUnvriocnlg，aghu580yNarcnlg謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。C .togun530；Isttotrl8tlryNresenUness y Seyn104oLdDnga2803ntuefiMaeisLaMealgotatriri ，hnag100)uhvt厦礴恳蹒骈時盡继價骚。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。关键 词锂离子电池 正极材料磷酸钒锂 合成方法A

4、bhLttttr c1i ma nasmaaswyhhdm茕桢广鳓鯡选块网羈泪mir isasmdtn rdAndP鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。hmagagcsLvdPosen lcrh rcei isih r edsheP o e s soV2 P(43sPoieersaCrgess i籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。P eaigLiV2P'43boitte Ci n，oeCo Vetgmehdnoore iwenhidrPrn3()ys 1saer at d o s 1g 1mirwaehaitosadSnaer Ve d a d t ernaVnaeniaVnaer1o C mP r d atg

5、saddsdatgsaeasoae預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。KerywodsLoatr，ahdtra，iV2P043 s nh tCmehdiin bteyCtoemaei1L3()，yteit o s 渗釤呛俨匀0引言磷酸钒锂(i。是 以磷 酸 根 聚合 阴离 子 为基 础L。 (o ) V谔鱉调硯錦。的正极 材料 ，产 生 比较 高 的氧 化还 原 电势 ， 离 子 扩 散但 由于磷 酸钒 锂 的三i P )L。 ( 04。维 结 构使 具有 较 高金 属 离 子 相 隔较 远 ， 的理 论容 量能量 密，且V2而降低 了电子迁 移率 ， 导致 电子 导电率低E s主要通 过通道大，有利于锂离

6、子的脱嵌。在2 C时，i4。的3L3Po)V。 实际比能量比LCO: 1, io高O达到5 0?/g5Whk。尤其是在低温(1 C) ,>2 P 4。的比能量也 能达 到33?一0时，(O) 9Wbk,/g 咼于 LC O io2的 35?/gi(0 4。的倍率性1 W h k °L3 P ) V 擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。和磷 酸根 四面体 分享 氧原子 ， 每个 金 属钒 原子 被 6个 四 面体的磷 原子包 围 ， 时 四面体 磷 被 4个钒 八 面体 所 包围 ， 成同形了三 维 的网状结构 ， 原子处 于这个 框架结 构 的孔 穴里 ， 锂 1个LV(0 ) 结 构单元

7、中存 在 3个这 样 的四重 晶体结 构 ，。P 4。所以共有12个锂 原子 的位置 。图 1为 L。 ( O ) 的结 构示iV2 P 4。意框图,中标注了锂离子占位的近似面积。P nu 1其egF贓能够 锂 铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡熱俣阃歲匱阊邺镓騷。等的研究也给出了类似的结构。由于磷酸根的加入替代 6 了氧 离子 ， 使化 合 物 的三 维结 构 发 生变 化 ， 种 三维 结构 允 这 能也优 于钴 酸锂 。另外其 还具有 热 稳定 性好 、 安全 性 高 等优 点， 成为制 备高 能量 、 功率 密 度锂 离 子 电池 的候 选 材 料 之 高 一 n :许3 o L 速或者快速地从单斜

8、磷酸钒结构中可逆脱 o t1 i慢坛搏乡囂忏蒌鍥铃氈淚。出。优蜡變黲癟報伥铉锚鈰改进合 成方法 、 化工 艺条件 及掺 杂 等途 径解 决磷 酸 钒锂 存在的 问题 ， 并取得 了一 定进 展 。电电压稳定，比较理想的锂离子电池正极材料。L 的脱 是i嵌程度随充 放电 电压 范 围 的不同而 改 变 。 当充 电终 止 电压小于43 时， V 只有2 oLm1 i脱嵌理论比容量 为 13 A ?3m買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。hg。而当充电终 止电压高达48. V时，to L能够可逆 地31i o从晶格中脱 嵌 ，对应的理论 比容 量达到179mA ?h g 。随着 綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。综述 了

9、L。(04。的 结构、化学特征及合成方法i v2 P )电 等， 介绍 了已经 取得的研究成果 ， 价 了各 种方法 的利 弊， 评 并 驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。指 出了今后的研究 方向。耐高压电解液的出现，L。P。对 i ( O )在高电压范围内的电 V化学 性能研 究也 逐渐增 多98 。在L,3 i脱嵌过程中，环伏安循曲线上 出现 相 应 的 氧 化还原峰。4个氧化峰分别位于约1L32 P )iv (3的结构及电化 学 特 征L。P 4。 于三斜 晶系， i (0)属V 在三 维结 构中，金属 八面体广东 省高校优 秀青 年创新人才 培育项目(YM0 09L84)363741 和 46附近

10、 ， V、.V、. V .V 3个还原峰分别位于 35 V、 猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。刘丽英：，95年生，士后，师，女17博讲主要从事新能源材料的研究Te:2 9232 Emailigis 13 cr1003323i：yn1y6.o i u n锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。24? 7材料导报210 0年5月第2 4卷 专辑 157 金属 离子掺杂金属离 子掺 杂也 是 改善 电池 材料 电化 学 性 能 的一 条 有效 途径。目、八前， 关于金 属离 子掺杂对磷 酸 钒锂 性 能影 响的报道相对比较少。掺Ge”、r 、: C :口 Z Mg勰、r。的研究结果表構氽頑黉碩饨荠龈话骛。明， 通过各 种方 法

11、掺杂 金 属离 子 后磷 酸钒锂的电导率、离锂t ern1ecsnhmiaad1crcec1eohii funeocec1neetohmiaprr輒峄陽檉簖疖網儂號泶。macsoi(043croj.1tohmit，nef3LVZP ) abnEercieAeaca尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。2 7，0053：4479 TagAni g，ag Xino，uZhmigE1crcec1npnwnayuLiin.etohmia识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。b h vofi2P)ooiahdtr1oeaio3(043CcmpsectoemaeirrLVtaf凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。1huiatrr sj.tret20，

12、214iiobtti Mae t,086:6 tm nee L6恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦子扩散系数、放电容量、环性能或倍率特性等都有不 同充循 程 度的改善。主要 原 因是掺杂 后 的产物 具有 粒度分 布好、结 构更稳 定 的特点 9。 5。 鯊腎鑰诎漣鉀沩懼統庫。1刘素琴，联兴，可龙，新型锂离子电池正极材料 O唐黄 等.L 2 P 4 。的合成及其性能 口 中国有色金属学报，b (0 ) v J. 硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。20,58:24051( )198结语以磷酸根聚阴离子为基础的正极材料，誉为是继金属 被1姜霖琳，1田彦文，丽英.刘碳热还原法制备锂离子电池正极 材料L s ( O )的研究材

13、料与冶金学报，065 iVzP o J. 2 0 , 阌擻輳嬪諫迁择植秘騖。(2151):1硫化物和金属氧化物之后的第3代锂离子电池正极材料。理论和实验都证明，酸钒锂具有优异的综合电化学性能，磷 非常 适合作 为高 能锂离 子 电池 的 正极材 料，已经 引起 了广 泛 的关 注。同时，国 具有得天独厚地开发Lo ( 0 4。的资 我i P ) V 源优势，应该在这 方面进行深入研究。虽然磷酸钒锂的研 更究已经取得 了较大进展，但 相对于其它正极材料，对磷酸钒 氬嚕躑竄贸恳彈濾颔泉。1刘丽英,彦文,霖琳，.离子电池正极材料L3 22田姜等锂i 一v釷鹄資贏車贖孙滅獅赘。(0 4。的制 备及电化

14、学性能研究口东北大学学报，P )J.20 ,刊0 9增1Z u Xa j n Lu Yn i,egL a g i e1 S nhs3hi u ,iuxa Gni me,ta.yte inns怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。a d c aa trt so(043aah dtrasfrnhr ce i ifLb V2 P)sctoema eilosc谚辞調担鈧谄动禪泻類。lhu iatr sJ.lttIne，081 9i 7i im-nbt i Si Saeo i 20，7 ,69t o ee o ds嘰觐詿缧铴嗫偽純铪错。1Z oehu,in me，oYo ga g On tpsn4h u Xu co L

15、 uYogiGunln . esey 熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。锂的研究还比较少,特别是关于掺杂改性及作用机理的研究，而且磷酸钒锂的综合性 能仍有很大的提升空间,另是特鵜渍蝮偉阅劍輙腎邏蘞。高电压范围内的电化学 性能 及倍率特性。探索新的合成方法以及对现 有方法 进行优 化也：是需要继续关注的方向。纣忧蔣氤頑莶驅藥悯骛。t ei oi ( O )/oivtr lw tih p rhsfL3 sP43 Cp s ie maeii hge Vz t ah颖刍莖峽饽亿顿裊赔泷。fr nefrlhuinbtr sJ. ltt C mnomacoti mat i Si Saeo mu ,i o ee od濫

16、驂膽閉驟羥闈詔寢賻。28,46:6100121刘素琴，5李世彩，唐联兴 凝胶法合銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。L V2P 4等.(0 )的溶胶一参考文献1成及其性能研究E无机化学学报,0 6 2 (65 J. 2 0,2441 刘素琴， 6 唐联兴,可龙，溶胶一黄等.凝胶法制备V2P )(04。及其性能研究口无机化学学报，062)16j.20 , 26:07挤貼綬电麥结鈺贖哓类。1ZuX,uYGeg LMta.SnhssadPro7 hJLiX,ne1yteine :r赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。ma cflh uVnduPoPaeaahdtrlneoi ima a i mhshtsctoemeastai塤

17、礙籟馐决穩賽釙冊庫。S iiMe1:romachrceitcflhrVadY, ta. Ifr n ecaatrsiso0iiPetma裊樣祕廬廂颤谚鍘芈蔺。n d rPopaeaahdtrasfrlhrinb taimh shtsactoemaeilotiima o仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驚。tr sj.o rore，03 191126ei口JP weucs2012:6e S绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。2HunHS ihCheayK，ea.Na o t u trdaheihY Trct1nsrcue骁顾燁鵠巯瀆蕪領鲡赙。cmPstsAih cPct，atrt3(oo i : hgaaifsaeLiVZP

18、043abney)cro瑣针濺暧憚锟缟馭篩凉。frlhuinbteiyaslemehdj.o r otimoatebogl to:jPweirs餾诗涇艳损楼紲養餳類。Socs，00185 7ure2 8,4:8ctdrrhrelliaee 口AVMara oe ocaaeiubtrsj.dthfegbtmhti e 栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。20(4:55041)1231Li za Z o0hnGaeige1Ar mi igsl8Yuhn,huZeoXuPnta.Po sno辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。Pdi K,nudsasulre1MaahANajna w myKSMaqeit.PeC,a峴扬爛滾澗

19、辐滠兴渙蔺。Pnfta stoeaeonrisihs h tswiigorniinmtlrdXeegenp o p aet h詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。t caiei/ e ruebsnheL3P)Vz4则鯤愜韋瘓賈晖园栋ab胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。oe2:NA赈维哜妝扩踴粜。Yin S C,罷規呜旧岿錟。ohcuecNcl鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應。P ry荣产涛團蔺。bnc鈍触乐鹇烬觶騮。口稟虛嬪073)oMOhetElPomi陽窶埡鮭maaL43V2O4s c2hPLaVz钡嵐縣緱虜2謾饱兗争詣繚鮐癞别濾。wa铉們欤谦鸪饺竞荡赚。MPs懨俠劑me莹谐龌蕲賞组靄绉嚴减。Lb04麸

20、肃鹏镟zlPdi納畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬。o tmPrtrnc,ueJ.oiSaeo i 20,3:361Aiti nprr aarncedis風撵鮪貓铁频钙蓟纠庙。Maet 2aicltmacsj灭暧骇諗鋅猎輛觏馊藹。g,AnPnd铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝。ohV2ce攙閿频嵘陣澇諗谴隴泸。满賺。ChQuagTaet趕輾雏纨颗锊讨跃map ro覡闾辁駁档驀迁锬減。LiVzO,(0)ppryslem to Eet ciicP43 r ae bogledJ.l r hcAedh coma视細镘鸸鲚鐘脑钧欖栃。t,07558a20,2:217ctoear l ytseyasleme o Eea dt in

21、hdbogl t dJlhmeas eh c偽澀锟攢鴛擋緬 JP y hm4:69 Jh s e C,0812铹鈞錠。tohmiaAca,075:21rcict20,255S iiY, akrJHun,ta.etohmiaradMBreagHe1Elcrceclpo總徑铫膾龋轿级镗挢廟。prisoiimaaimhshtsactoemae ile tef lhuVndupopaeaahdtrat騅憑钶銘侥张礫阵轸蔼。2 ReM,huZGoXP,t1oeSelizP )/ 2nMZo,aeaC r hlL3(0d3V疠骐錾农剎貯狱颢幗騮。Cooisaahdaeilfr l huin b t eis

22、cmpstsc t oe m taoiima t reeto镞锊过润启婭澗骆讕濾。frlhuiatrsJ.lcrceSlttL t,oti obtei:Eet hmiSae etimneood榿贰轲誊壟该槛鲻垲赛。20,()A190257:48Liza,uXiYaitdn s nh ssru enYu hnLin,nJeSuyoyte i o tsad邁茑赚陉宾呗擷鹪讼凑1)58C峻硖贪塒廩袞悯倉華糲。国内外石蜡 类相 变材料 在 节能 方 面的研 究与进 展 立久等 王方面外，还可以应用在航天、空调系统、纺织等方面。2 O世纪 6 O年代美国的NAS 就非常重视相变技术在航天领域的应 A该栎

23、谖碼戆沖巋鳧薩 锭。用，o1曾使用 石蜡作为相 变材料储 存 在 飞行 中产生Ap1 ” 就o的热量。27?7g Thrae gtrgs a cetiVeY: em 1EnryS o a e Reerhs AcitReiwVy劇妆诨貰攖苹埘呂仑庙。US:w1 a s 18A Ne0ren，994闫全英， 王威.相变墙体中的定形相变材料的实验研究 口 J.节能技术，042( )320,26:用潜热 能储 存 系统 回收空 调 系 统 排 放 的 热 量 可 生产 温 热生 活用 水 ， 既可 降低 加 热 生 活用 水 的基 本 能 量 消 耗 ， 可 又 降低 空调 系统排 放 热 量 引起

24、的环 境 升 温 。为 了 开 发空 调 冷 凝热 的储存 和 回收利用 ， 越1 究了石蜡基储热材料及其 王1研。改性材料用以降低相变储热温度， 过 实验 探讨 了石蜡 的热 通臠龍讹驄桠业變墊罗蘄。5郑立辉，光森，一良，膏载体定形相变材料的 制 备宋韦等 石 鰻順褛悦漚縫冁屜鸭骞。及其热性 能新型建筑材料 ，063()4J 20，31:96 LeCn r 1setf1t ne ts o aeadrcVreT otopcsoe th atrgneo e y i aa n 穑釓虚绺滟鳗絲懷紓泺。c nrtES 1r nryMaee1，006:1oceeJ oaegtr 120 ，227ECs隶

25、誆荧鉴獫纲鴣攣駘賽。7 Ha s D，au D ,edDLa e t h atrgnweW B nF 1matnets o a e i浹繢腻叢着駕骠構砀湊。cn rt S 1nryMae，902:1 o ceel j .aEegtr1 9，1 6II or鈀燭罚櫝箋礱颼畢韫粝。8 H a sD，taweWe1 Ab o p inohshn e ma ei1nsrtfpaec a gtra s io惬執缉蘿绅颀阳灣熗鍵。熔点 和凝 固点的变 化及其 热稳定性。刘太奇 等口 制 备了一 种相变温度约为 1 0 、变焓 为如5C相 贞廈给鏌綞牵鎮獵鎦龐。物理性 能 ，以及石 蜡 的凝 固与熔解曲线

26、和加 入食 品添加 剂 后1020/7 -0 J g的新型硫酸钠基防护服用冷却相变材料，对 并 其性能 进行 了研 究 。结 果 表 明 ， 材 料 的 稳 定性 较 好 ， 效 该 有 嚌鲭级厨胀鑲铟礦毁蕲。cn ft S 1nryMaee1,922: 1 o ceeJE eg19，79薊镔竖牍熒浹醬籬铃騫。9 Fa ime tc e et i s aehaig wietS(rd M MDo s i1crc p ce tnthat一h齡践砚语蜗铸转絹攤濼。rg P ontcn , 99238aeJ rcshEg19,1:3 I Me绅薮疮颧訝标販繯轅赛。1叶宏，O葛新石，带定形PM的相变贮能

27、式地板辐射采暖 等.C系统热性能的数值模拟口太阳能学报 ，022()42 J. 20,34:8饪箩狞屬诺釙诬苧径凛。1叶宏，丹鹏，新石，形相变贮能式地板辐射采暖系 1程 葛等定烴毙潜籬賢擔視蠶贲粵。解决了在反 复应用 过程 中性 能退 化 的问题，且具有常 温下质 地柔软、 度较小等优点，密目前已得到成功应用。 李桦等_2开发了一种具有调温性能的新型智能纺织品，o 即采用涂层法将复合相变材料用于调温 纺织品的研发，详 并细探讨 了涂层量、焙烘温度以及水洗过程等因素对 织 物调温 鋝岂涛軌跃轮莳講嫗键。性能的影响。统数值模拟的实验验证及参数分析口 太阳能学报，04 J. 20,2( )1 952

28、:81林坤平，寅平，睿形相变材料蓄热地板电采暖系统 2张扬定热性fE清华大学学报：1 J.-自然科学版，044 ( 2:6820，41)11撷伪氢鱧轍幕聹諛詼庞。1ZhnP，iP， ne1Pr p r t n, h r 1 e 3agYL nKYag R,ta.ea a i t e maro p踪飯梦掺钓貞绫賁发嶄。fr n e adapiai n oh p t b1eo ma cnp 1 tfs aes ；a, i z d PCMneegc o i inry婭鑠机职錮夾簣軒蚀骞。4结语石蜡类相变储能材料作为典型的环保节能型材料,提在高建筑物舒适性、能降耗、节环保等方面发挥着重要的作 用o要使

29、这类材料在实际工程中具有更广泛的应用,需要对其还作更深入的研究:1将纳米技术与石蜡复合相变材料相结 ()譽諶掺餌锭试监鄺儕泻。efituliSJ.nryB iig20，816fiein口Eeguln , 063:22cnbdgd俦聹执償閏号燴鈿膽賾。1S aioA & S1rtemanryso a e uigaaafn4hproahr1eegtr gsnprfi缜電怅淺靓蠐浅鋼鵬凜。wah shn emaei口EegrdcinC n expaecagtr1J.nryPoutvraoo骥擯帜褸饜兗椏長绛粤。son,9i180，6:265合,制备新型、咼效的纳米复 合储 能相变材料；2研究

30、石蜡)类相变储能材料与其它基材结合结合的力学性能和耐久性；3()提高石蜡类相变储能材料的传热性厶匕冃能;4降低石蜡类相 变()癱噴导閽骋艳捣靨骢鍵。1tNe pa e t er D5madeen macA. Thrf laldy a is0nwab hl o r鑣鸽夺圆鯢wilt齙慫餞離龐。hatrg口 S lnry 20, 85:9et0aeJ.aEeg ,0 0 6 ()33s 0r榄阈团皱鹏總寿驏頦蕴。1徐建霞.温太阳能集执八、系统相比材料的贮能性台匕能及过冷6中逊输吴贝义蝶國鳩犹騙。特性的研究 :广州：D.广州工业大学,0820参考文献1张寅平，胡汉平，孔祥冬,相变贮能-等.理论和应用

31、.M合肥:国科技大学出版社,96中191Biwatemanrys0ae uigsd usla e7 ss DLThrl e e gtrgsn0im储能材料的成本。幘觇匮骇儺红卤齡镰瀉f tdeh d aeadwaeSlrEeg ，971()9eayrtntrJ.an ry 17，91:90誦终决懷区馱倆侧泉赜。l王越.调系统冷凝热回收石蜡基相变材料的实验研究8空医涤侣綃噲睞齒办銩凛。口 流体机械，043(0:7 J.2021 )51李桦，晓光，晓林，.变材料的复合及其调温纺织品9马U。张 等 相胪当为遙头韪鳍啰晕糞。2郑立辉，盛奎龙,金亮.油蜡的生产及.深加工.潘石M北京：化学工业出版 社 ，08203 Ke tR,tv lTAciiens p 0tohxi一dJ S o alR.t tsiuprftewavi m鸪凑鶴齏嶇烛罵奖选锯。口 纺织学报，072()6J.20 ，81：82刘太奇，O师奇松，褚金芳一种新的硫酸钠基防护服用冷等.却