磷酸铁锂的基本结构

磷酸铁锂的基本结构

由于磷酸铁锂正极材料本身较差的导电率和较低的锂离子扩散系数，国内外研究者在这些方面进行了大量的研究，也取得了一些很好的效果。其改性研究主要在3个方面：掺杂法、包覆法和材料纳米化。

磷酸铁锂正极材料的理论比容量为170mA/g，电压平台为3.2V，具有原材料来源丰富、无毒、对环境友好、安全性高、比容量高、循环性能稳定、价格低廉等优点，被认为是锂离子动力电池理想的正极材料。但由于其本身结构的限制，导致以LiFePO4为正极材料的锂离子电池导电率差、锂离子扩散速率慢，在低温条件下放电性能较差，这些都制约了LiFePO4正极材料的大规模工业化生产。

磷酸铁锂的基本结构

磷酸铁锂正极材料具有正交的橄榄石结构，pnma空间群，如图1所示。LiFePO4结构在c 轴方向上是链式的，1个PO4四面体与1个FeO6八面体、2个LiO6八面体共边，由此形成三维空间网状结构。

从结构上看，PO4四面体位于FeO6层之间，这在一定程度上阻碍了锂离子的扩散运动。此外，共顶点的FeO6八面体具有相对较低的电子传导率。这使得磷酸铁锂只能在小的放电倍率下充放电，而在大倍率放电条件下，内部的锂离子来不及迁出，电化学极化就会很大。

图1 LiFePO4晶体结构示意图

磷酸铁锂材料的改性

由于磷酸铁锂正极材料本身较差的导电率和较低的锂离子扩散系数，国内外研究者在这些方面进行了大量的研究，也取得了一些很好的效果。其改性研究主要在3个方面：掺杂法、包覆法和材料纳米化。

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掺杂法