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1、磷酸铁锂和六氟磷酸锂简介磷酸铁锂和六氟磷酸锂简介张荣福张荣福2010-8-30表表1 锂离子电池与其他电池性能的比较锂离子电池与其他电池性能的比较图图1 锂离子电池组成结构示意图锂离子电池组成结构示意图图图2 锂离子二次电池工作原理锂离子二次电池工作原理图图3 LiFePO4一充、放电时晶体结构变化示意图一充、放电时晶体结构变化示意图LiFeP04的结构及充、放电机理的结构及充、放电机理马赛克模型和辐射模型马赛克模型和辐射模型“锂离子电池正极材料磷酸铁锂的研究进展锂离子电池正极材料磷酸铁锂的研究进展”，山西化工，山西化工，2010，30（2）：）：20-28图图4 LIFeP04颗粒在脱镬和插
2、埋过程的马赛克横型颗粒在脱镬和插埋过程的马赛克横型LiFePO4材料的制备材料的制备固相合成法和液相合成法固相合成法和液相合成法2类类l固相法分为高温固相合成法固相法分为高温固相合成法(以草酸亚铁、磷酸氢以草酸亚铁、磷酸氢二铵、碳酸锂或醋酸锂等为原料，大规模生产二铵、碳酸锂或醋酸锂等为原料，大规模生产LiFePO4的国家基本都采用此法，的国家基本都采用此法，优点是工艺简优点是工艺简单，单，适合产业化批量生产适合产业化批量生产；缺点是合成产物粒径；缺点是合成产物粒径不易控制不易控制，分布不均匀，形貌不规则，导电性能分布不均匀，形貌不规则，导电性能较差，制备过程中一般通人惰性气体来防止二价较差，制
3、备过程中一般通人惰性气体来防止二价铁的氧化，成本较高铁的氧化，成本较高)、机械一化学法和微波烧结、机械一化学法和微波烧结法等法等l液相合成法主要包括水热法、溶胶一凝胶法和共液相合成法主要包括水热法、溶胶一凝胶法和共沉淀法沉淀法LiFePO4材料的改性材料的改性提高电子传导率：碳包覆；金属离子掺杂；提高电子传导率：碳包覆；金属离子掺杂；金属粒子混杂金属粒子混杂提高离子传导率：制备纳米提高离子传导率：制备纳米LiFePO4；控制；控制材料形貌；金属离子掺杂等材料形貌；金属离子掺杂等同时提高电子传导率和离子传导率：在对同时提高电子传导率和离子传导率：在对LiFePO4掺杂的同时进行表面包覆掺杂的同时
4、进行表面包覆电解质锂盐的种类电解质锂盐的种类无机阴离子锂盐主要包括无机阴离子锂盐主要包括LiCIO4、LiBF4、LiAsF6和和LiPF6等；等；有机阴离子锂盐主要包括有机阴离子锂盐主要包括LiCF3SO3和和LiN(SO2CF3)2及它们的衍生物及它们的衍生物六氟磷酸锂的优点六氟磷酸锂的优点在电极上，尤其是碳负极上，形成适当的在电极上，尤其是碳负极上，形成适当的SEI膜；膜；对正极集流体实现有效的钝化，以阻止其溶解；对正极集流体实现有效的钝化，以阻止其溶解；有较宽广的电化学稳定窗口；有较宽广的电化学稳定窗口；在各种非水溶剂中有适当的溶解度和较高的电导率；在各种非水溶剂中有适当的溶解度和较高
5、的电导率；有相对较好的环境友好性有相对较好的环境友好性六氟磷酸锂制备方法简介六氟磷酸锂制备方法简介l离子交换法离子交换法l有机溶剂法有机溶剂法l离子交换法离子交换法l氟化氢溶剂法氟化氢溶剂法杂质对六氟磷酸锂性能的影响杂质对六氟磷酸锂性能的影响l水和氟化氢含量的影响水和氟化氢含量的影响六氟磷酸锂分解为氟化锂和五氟化磷六氟磷酸锂分解为氟化锂和五氟化磷五氟化磷与电解液中的痕量水反应，生成五氟化磷与电解液中的痕量水反应，生成HF和和POF3l铁、镍、钠、铝等金属杂质离子的影响铁、镍、钠、铝等金属杂质离子的影响商品化的六氟磷酸锂产品至少应该具有的质量指标商品化的六氟磷酸锂产品至少应该具有的质量指标纯度大
6、于纯度大于995；水含量小于水含量小于30 ppm；氟化氢含量小于氟化氢含量小于150 ppm；不溶物含量小于不溶物含量小于0.5；某些金属如某些金属如Fe、AI、Mn、Zn、Cr、Ni、Ti、Cu、K等离子含量均小于等离子含量均小于20 ppm新的电解质锂盐一氟烷基膦酸锂新的电解质锂盐一氟烷基膦酸锂Li(C3F7)2PF4优点：优点：l化学稳定性在有机溶剂中的溶解性和导电率与化学稳定性在有机溶剂中的溶解性和导电率与LiPF6相似，相似，且易电离；且易电离；l热稳定性好，无论是在固态中保存还是以溶液形式存在都热稳定性好，无论是在固态中保存还是以溶液形式存在都不易分解；不易分解；l不易发生吸潮水解，因为憎水的氟烷基基团对不易发生吸潮水解，因为憎水的氟烷基基团对P能起到空能起到空间屏蔽作用；间屏蔽作用；l合成的锂盐是含不同氟原子个数的混合物，可不需要分离合成的锂盐是含不同氟原子个数的混合物，可不需要分离纯化直接用于锂电子电池；纯化直接用于锂电子电池；l产品工业合成简单、成本低，而且便于保存和运输产品工业合成简单、成本低，而且便于保存和运输合成：合成：l以以(C3H7)2PCl为原料合成为原料合成l以以(C3H7)2PH为原料合成为原料合成