不同晶型磷酸铁的制备及与磷酸亚铁锂间的相互转换关系概况
磷酸铁的湿法磷酸制备及其对合成的磷酸铁锂性能的影响
１ 实验 部 分
１ ． １ 磷 酸铁 的 制备
用化 学分 析法 （ Ｋ Ｉ 一 淀粉 一 Ｎ ａ Ｓ Ｏ ， 容量法 ） 测定 ， Ｆ ｅ 浓度 检 测 采 用 在 酸性 条 件 下 Ｋ Ｍｎ Ｏ 滴 定法 滴
第３ ６ 卷第 １ 期 ２ ０ １ ４ 年１ 月
武
汉
工
程大学ຫໍສະໝຸດ 学报 Ｖｏ １ ． ３ ６ ＮＯ．１
Ｊ ． Ｗｕ ｈ ａ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ． Ｔ ｅ ｃ ｈ ．
Ｊ ａ ｎ ． ２ ０ １ ４
文章 编 号 ： １ ６ ７ ４—２ ８ ６ ９ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １ —０ ０ ０ １ —０ ４
中５ ５ ０ ｏ Ｃ 焙烧 ， 冷 却 到 室温 后 得 到 Ｌ ｉ Ｆ ｅ Ｐ Ｏ ／ Ｃ 正 极 复合 材料 ＂ ．
１ ． ３ 材 料 的表征 采用 日本 Ｒ ｉ ｇ ｕ ｋ ｕ Ｒ ｏ ｔ ａ ｆ ｌ ｅ ｘ Ｄ ／ ＭＡ Ｘ — Ｒ Ｃ型 多 晶
磷 酸铁 作 为合 成 磷 酸铁 锂 的 重要 原料 ， 通 常 的制 备方 法是 采 用三 价 、 二价 铁盐 和磷 酸 、 磷 酸 盐来 制 备 ， 为进 一步 拓 展湿 法磷 酸 的应 用领 域 ， 降
低 磷 酸铁 锂 的生 产 成本 ， 本 研 究探 讨 了从 湿 法磷
酸 中合成 磷 酸 铁 ， 并 研 究 了 由其合 成 的磷 酸 铁锂 的形 态 和 电化 学 性 能 ， 以期 为 优 化磷 酸铁 锂 的 合
成工 艺提 供 理论指 导 ．
转靶 ｘ 一 射线衍射 （ Ｃ ｕ Ｋ Ａ辐 射 ， Ｋ ＝ ０ ． １ ５ ４ ０ ６ ｎ ｍ， 石 墨单色器 ） 对 合 成 产 物 进 行 晶相 分 析 ， 扫 描 范 围
不同晶体类型磷酸铁的制备及电化学性能的研究进展
不同晶体类型磷酸铁的制备及电化学性能的研究进展
李立平;李煜乾
【期刊名称】《化工技术与开发》
【年(卷),期】2022(51)8
【摘要】本文系统介绍了不同晶体类型的FePO_(4)的制备方法,包括异磷铁锰矿FePO_(4),以及无定形、单斜和正交晶系的FePO_(4)·2H_(2)O和α-石英晶系FePO_(4),并比较了它们的电化学性能。
异磷铁锰矿只在LiFePO_(4)脱Li的过程获得。
无定形、单斜和正交晶系的FePO_(4)·2H_(2)O可由铁盐与磷盐反应得到,其中,单斜和正交晶系均可由不定形晶型转化而获得。
α-石英晶系由
FePO_(4)·2H_(2)O高温脱水制备。
电化学性能优异性的顺序为:异磷铁锰矿~无定形>正交>单斜>α-石英晶系。
用无定形FePO_(4)·2H_(2)O制备具有优异电化学性能的LiFePO_(4)材料,是一大发展趋势。
【总页数】6页(P27-32)
【作者】李立平;李煜乾
【作者单位】广东光华科技股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ138.11
【相关文献】
1.前驱体磷酸铁的制备及其对磷酸铁锂电化学性能的影响
2.两种晶体类型的磷酸铁的制备及应用
3.碳包覆磷酸铁锂/石墨烯正极材料的制备及电化学性能
4.碳包覆磷
酸铁锂/石墨烯正极材料的制备及电化学性能5.三相碳改性磷酸铁锂复合材料的制备及其电化学性能研究
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磷酸铁和磷酸铁锂的制备方法及磷酸铁、磷酸铁锂材料[发明专利]
![磷酸铁和磷酸铁锂的制备方法及磷酸铁、磷酸铁锂材料[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/05dc7559571252d380eb6294dd88d0d233d43c38.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810049682.3(22)申请日 2018.01.18(71)申请人 林立（武汉）新能源科技有限公司地址 430040 湖北省武汉市东湖新技术开发区光谷大道58号关南福星医药园8栋2层03号-034(72)发明人 张友祥 马晓玲 郭方亚 (74)专利代理机构 北京众达德权知识产权代理有限公司 11570代理人 刘杰(51)Int.Cl.C01B 25/37(2006.01)C01B 25/45(2006.01)B82Y 40/00(2011.01)H01M 4/36(2006.01)H01M 4/58(2010.01)H01M 4/62(2006.01)(54)发明名称磷酸铁和磷酸铁锂的制备方法及磷酸铁、磷酸铁锂材料(57)摘要本发明公开了一种磷酸铁和磷酸铁锂的制备方法及磷酸铁、磷酸铁锂材料，属于无机材料技术领域。
所述磷酸铁的制备方法包括：分别配制铁盐溶液和磷酸(盐)溶液；其中，铁盐溶液和磷酸(盐)溶液的浓度小于5mol/L；将所述铁盐溶液与磷酸(盐)溶液混合，搅拌形成混合溶液；其中，磷酸(盐)与铁盐的摩尔比不小于1:1；将所述混合溶液于70～90℃保温反应得到反应产物，将反应产物中的沉淀物分离并洗涤、干燥，得到单斜晶系、均匀纳米圆盘状磷酸铁。
使用该方法制备的磷酸铁合成出的锂离子电池正极材料磷酸铁锂有很好的高功率性能和低温性能，利于电池的快充电和低温充放电。
本发明制备方法简单，产品形貌易于调控，适于大规模化工业生产。
权利要求书1页 说明书7页 附图4页CN 108264031 A 2018.07.10C N 108264031A1.一种磷酸铁的制备方法，其特征在于，所述方法包括：分别配制铁盐溶液和磷酸(盐)溶液；其中，所述铁盐溶液和磷酸(盐)溶液的浓度小于5mol/L；将所述铁盐溶液与磷酸(盐)溶液混合，搅拌形成混合溶液；其中，磷酸(盐)与铁盐的摩尔比不小于1:1；将所述混合溶液于70～90℃保温反应得到反应产物，将所述反应产物中的沉淀物分离并洗涤、干燥，得到单斜晶系、均匀纳米圆盘状磷酸铁。
磷酸亚铁制备磷酸亚铁锂工艺流程
磷酸亚铁制备磷酸亚铁锂工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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一种利用磷酸亚铁制备正磷酸铁的方法[发明专利]
![一种利用磷酸亚铁制备正磷酸铁的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/befe3be951e2524de518964bcf84b9d529ea2c45.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010720309.3(22)申请日 2020.07.24(71)申请人 山东鑫动能锂电科技有限公司地址 256600 山东省滨州市无棣县埕口镇山东鲁北企业集团总公司院内申请人 山东鲁北企业集团总公司(72)发明人 吕天宝 徐岩岭 张占儒 张云 于文刚 谯凌峰 马文国 张盛强 张绍伟 孙瑞军 (74)专利代理机构 山东国诚精信专利代理事务所(特殊普通合伙) 37312代理人 林剑(51)Int.Cl.C01B 25/37(2006.01)C01B 25/45(2006.01)H01M 4/58(2010.01)(54)发明名称一种利用磷酸亚铁制备正磷酸铁的方法(57)摘要本发明公开了一种利用磷酸亚铁制备正磷酸铁的方法，将磷酸亚铁浆料进行研磨，控制好研磨后的物料粒径；将磷酸亚铁浆料和磷酸及微过量的双氧水混合，充分反应后升温熟化；将冷却后的磷酸铁浆料通过板框压滤机过滤洗涤；将洗涤后的滤饼通过闪蒸干燥机干燥得到二水磷酸铁，再通过新式回转窑脱去结晶水，获得正磷酸铁。
本发明提供的方法可制备出粒径为2‑4μm的正磷酸铁，制备出的正磷酸铁材料具有较高的堆积密度，合成的磷酸铁锂具有较好电化学性能，在锂离子电池领域具有很好的应用前景。
权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 111825071 A 2020.10.27C N 111825071A1.一种利用磷酸亚铁制备正磷酸铁的方法，其特征在于：包括如下工艺流程：步骤S1：将磷酸亚铁浆料进行研磨，研磨后的浆料送至砂磨后储槽中，通过冷水盘管冷却后待用；步骤S2：将磷酸亚铁浆料和磷酸分别泵送至称重计量槽中，将定量的磷酸亚铁浆料通过称重计量槽加入到反应釜中，分别加入定量的水、磷酸和双氧水，充分反应后，通过外半管蒸汽升温熟化，放料至冷却槽冷却后泵送至水洗供料槽；步骤S3：将冷却后的磷酸铁浆料通过压滤机固液分离除去浆料中的磷酸根，经过五次洗涤至电导合格后，滤饼打浆后泵至窑尾储槽；滤液泵送至CN过滤器沉降分离，上层清液溢流入清液槽，稠浆进入稠浆槽，后泵送至水洗供料槽；步骤S4：通过隔膜压榨板框脱除磷酸铁溶液中的部分游离水份，提高磷酸铁的固含量；控制进闪干进料量。
磷酸铁锂和磷酸亚铁与它们的制备方法[发明专利]
![磷酸铁锂和磷酸亚铁与它们的制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/a76c8d31195f312b3069a55d.png)
专利名称：磷酸铁锂和磷酸亚铁与它们的制备方法专利类型：发明专利
发明人：高剑,姜长印,李建军,杨改,万春荣,陈克勤申请号：CN201010561775.8
申请日：20101118
公开号：CN102070132A
公开日：
20110525
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种磷酸亚铁和磷酸铁锂及其制备方法。
磷酸亚铁的制备方法包括：先在惰性气体保护下，将二价铁盐的水溶液与磷酸根离子的水溶液混合后，控制反应过程中的pH值为6.0-7.0，反应完毕干燥后得到球形水合磷酸亚铁前驱体；再进行热处理，得到磷酸亚铁。
再与磷源化合物、锂源化合物及碳源化合物混合均匀后，在惰性气体气氛下进行高温热处理得到磷酸铁锂。
本发明提供的方法可制备出粒径为0.5-10μm的磷酸亚铁前驱体，以此前驱体制备磷酸铁锂不需要还原反应，热处理温度可大大降低，制备出的磷酸铁锂材料具有较高的堆积密度和较好电化学性能，在锂离子电池领域具有很好的应用前景。
申请人：清华大学
地址：100084 北京市海淀区清华园1号清华大学
国籍：CN
代理机构：北京纪凯知识产权代理有限公司
代理人：关畅
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不同晶型磷酸铁的制备及与磷酸亚铁锂间的相互转换关系
不同晶型磷酸铁的制备及与磷酸亚铁锂间的相互转换关系1. 我女儿呀，那小馋猫，竟然吃她爸的棒棒糖呢。
就像小松鼠发现了新坚果，眼睛放光，一把就夺过去，还嘟囔着“爸爸的糖肯定甜”。
2. 看我家那丫头，吃她父亲的棒棒糖吃得津津有味。
那模样，就跟捡到宝似的，她爸在一旁笑着说“小丫头，给爸爸留点儿”，她却说“不要，爸爸的就是我的”。
3. 女儿吃着父亲的棒棒糖，那场景可逗了。
她就像个小海盗发现了宝藏，紧紧握着棒棒糖，她爸假装生气地说“小坏蛋，怎么抢爸爸的糖”，她还笑嘻嘻地说“爸爸最好啦，会给我糖”。
4. 我闺女吃她爸的棒棒糖的时候，那叫一个带劲。
好似一只小蜜蜂发现了最甜的花蜜，她爸只能无奈地看着，嘴里还说着“这小丫头片子”。
5. 瞧，我女儿正吃着她父亲的棒棒糖呢。
这就好比小羊羔看到了鲜嫩的青草，根本停不下来，她爸打趣道“吃了我的糖，以后要听话哦”。
6. 我的小女儿啊，吃起她爸的棒棒糖来可不含糊。
就像个小馋嘴猴儿，她爸在那喊“丫头，这是爸爸的糖呀”，她满不在乎地说“我就吃一点点”，可哪里是一点点呀。
7. 女儿吃父亲的棒棒糖，那画面太有爱了。
她就像个小探险家发现了神秘美食，她爸哭笑不得地说“这糖可珍贵了，你还真不客气”，她却吃得更欢了。
8. 我家那可爱的女儿吃着她父亲的棒棒糖。
就如同小雀儿啄食美味的谷粒，她爸一边看一边说“你这个小吃货，啥都吃”，她吐吐舌头继续吃。
9. 看，我的宝贝女儿正津津有味地吃她父亲的棒棒糖。
这感觉像小娃娃抱住了最心爱的玩具，她爸佯装要抢回来，她就躲在妈妈身后说“爸爸欺负人”。
10. 女儿拿着她爸的棒棒糖就吃，那神态就像小蝴蝶落在了最甜美的花朵上。
她爸故作伤心地说“我的糖没了”，她奶声奶气地说“爸爸再买嘛”。
11. 我那小女儿吃她父亲的棒棒糖，吃得那是相当投入。
仿佛是小美人鱼发现了神奇的珍珠，她爸笑着摇头说“这小丫头，就知道吃”。
12. 女儿吃着父亲的棒棒糖，像个小贪吃鬼。
她爸问她“好吃不”，她大声说“好吃极了，爸爸的糖最好吃”，那小模样别提多可爱了。
磷酸铁晶型转化温度
磷酸铁晶型转化温度
磷酸铁是一种重要的化学物质，它在许多领域都有着广泛的应用，比如电池、催化剂、陶瓷等。
磷酸铁的晶型转化温度是指在一
定温度下，磷酸铁晶体的结构发生变化的温度。
这一参数对于磷酸
铁的性能和应用具有重要的影响。
磷酸铁晶型转化温度通常是指在一定温度范围内，磷酸铁晶体
从一种结构转变为另一种结构的温度。
磷酸铁通常存在着多种晶型，比如α-FePO4和β-FePO4等。
这些不同的晶型具有不同的物理和
化学性质，因此其转化温度对于材料的应用至关重要。
磷酸铁的晶型转化温度受到多种因素的影响，包括晶体结构、
化学成分、晶格畸变等。
研究人员通过实验和理论模拟等手段，可
以确定磷酸铁的晶型转化温度，并且可以通过控制温度和其他条件
来调控磷酸铁的晶型转化行为，从而实现对其性能的调控和优化。
磷酸铁的晶型转化温度对于其在电池等领域的应用具有重要意义。
比如，锂离子电池中使用的磷酸铁正极材料的晶型转化温度直
接影响着电池的充放电性能和循环稳定性。
因此，研究人员对磷酸
铁的晶型转化温度进行深入研究，旨在开发出具有优异性能的磷酸
铁材料，从而推动电池技术的发展。
总之，磷酸铁的晶型转化温度是一个重要的材料参数，它对于磷酸铁材料的性能和应用具有重要的影响。
通过深入研究和理解磷酸铁的晶型转化温度，可以为其在电池、催化剂、陶瓷等领域的应用提供重要的理论指导和技术支持。
磷酸铁怎么生成磷酸铁锂
磷酸铁怎么生成磷酸铁锂磷酸铁怎么生成磷酸铁锂？一、磷酸铁与磷酸铁锂的关系，听起来是不是有点绕？没关系，咱们从头说起，别急！磷酸铁和磷酸铁锂，名字上差不多，但它们的作用和用途可完全不同。
磷酸铁，顾名思义，就是含有铁的磷酸盐，它主要是用来做一些比较基础的电池材料，给大家熟悉的就是电动工具、电动自行车这些东西里能见到它的身影。
不过啊，磷酸铁这玩意儿有个小问题，能量密度不高，充电速度也不算快，所以它的“升级版”磷酸铁锂应运而生。
磷酸铁锂就比磷酸铁强多了，它不仅能量密度高，充电速度快，还特别稳定，大家耳熟能详的电动汽车、储能电池中大多都离不开磷酸铁锂。
磷酸铁咋变成磷酸铁锂呢？这就要说到一个神奇的过程——锂的加入。
其实这个过程并不复杂，只要在磷酸铁里加上一些锂源，比如常见的氯化锂或者碳酸锂，再通过高温反应，就能生成磷酸铁锂。
这样一来，磷酸铁锂就具有了比磷酸铁更强的优势，成了电池制造商们的宠儿。
二、锂的加入是关键，怎么加呢？咱们来想象一下吧，磷酸铁就像是一张空白的画布，原本它什么也不缺，但要想画出一幅漂亮的画，就得加点颜色。
而锂，这个小小的元素，就像是调色盘上的一种颜料。
加了锂后，整个“画作”就焕然一新。
你得准备好磷酸铁粉末，这个粉末看上去可能不起眼，但它可是制造磷酸铁锂的基础。
然后再准备好锂源——氯化锂或者碳酸锂，这些锂源会在高温下和磷酸铁发生化学反应，生成磷酸铁锂。
要是从化学反应的角度讲，其实也不复杂。
简单来说，锂离子和磷酸铁的晶体结构发生反应，锂离子会“钻进”磷酸铁的晶格里，形成磷酸铁锂。
温度得高点，这样反应才能进行得更彻底。
别看反应简单，但这一步必须小心，温度控制不好，容易出问题，最后生成的磷酸铁锂质量就不好。
三、磷酸铁锂的优势，为啥这么受欢迎？咱们就聊聊磷酸铁锂为什么这么受欢迎吧。
首先它的安全性超高，别看电池这东西常常让人心惊胆战，磷酸铁锂比其它电池材料更稳，哪怕在高温下也不容易起火，靠谱得很。
再有，磷酸铁锂的循环寿命长，也就是说，电池用得久，换电池的频率低，给钱包省了不少钱。
不同晶型磷酸铁的制备及与磷酸亚铁锂间的相互转换关系
不同晶型磷酸铁的制备及与磷酸亚铁锂间的相互转换关系磷酸铁FePO4价廉低毒是一种较有潜力的锂离子电池正极材料,化学锂化后的磷酸铁即橄榄石结构的LiFePO4更是受到学术界和产业界的广泛关注。
最近,很多人已经开始致力于对未锂化磷酸铁的探索研究,此类型的化合物种类繁多,在自然界中多以矿物形式存在,它们的化学计量比,结构,以及晶体中所含的结晶水都不尽相同。
很明显考虑到材料的比容量以及循环性能等因素,并不是所有的材料都适合应用于电池。
本论文通过合成不同晶型的FePO4/FePO4·nH2O,利用电化学嵌锂、高温固相嵌锂的方法,较为系统的研究了其与橄榄石结构LiFePO4间的相互转变关系。
并运用XRD、SEM、IR、Raman、TG-DSC、实验电池充放电性能测试等技术对所制不同晶型的FePO4/FePO4·nH2O及相应嵌锂产品的结构和电化学性能进行了探究,其主要研究内容与结论如下：FePO4/FePO4、nH2O的制备：三方晶系FePO4,属P3132空间群,以Fe和H3P04为反应原料,采用超声波混料的方法使反应物充分混合,前躯体在空气气氛高温煅烧条件下,生成了颗粒尺寸较大高度结晶化的磷酸铁样品；单斜晶系FePO4·2H2O,属P21/n空间群,以Na3P04-12H20与FeCl3·6H2O 为反应原料,盐酸调节反应体系的pH,采用水热合成法165℃在高温反应釜中反应48h,获得带有两个结晶水的磷酸铁样品；无定形的FePO4·nH2O,以Na3P04"12H20与FeCl3·6H2O为反应原料,盐酸调节反应体系的pH,采用共沉淀法在室温下合成带有结晶水无定形的磷酸铁样品,XRD显示其呈不规则颗粒状。
不同晶型FePO4/FePO4·nH2O嵌锂后与LiFePO4相间的转变关系：1、三方晶系FePO4电化学嵌锂过程并不改变宿主结构的构架,FePO4在首次放电过程中嵌入锂离子生成LixFePO4物相。
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不同晶型磷酸铁的制备及与磷酸亚铁锂间的相互转换关系
磷酸铁FePO4价廉低毒是一种较有潜力的锂离子电池正极材料, 化学锂化后的磷酸铁即橄榄石结构的LiFePO4更是受到学术界和产业界的广泛关注。
最近, 很多人已经开始致力于对未锂化磷酸铁的探索研究, 此类型的化合物种类繁多, 在自然界中多以矿物形式存在, 它们的化学计量比, 结构, 以及晶体中所含的结晶水都不尽相同。
很明显考虑到材料的比容量以及循环性能等因素, 并不是所有的材料都适合应用于电池。
本论文通过合成不同晶型的FePO4/FePO4·nH2O,利用电化学嵌锂、高温固相嵌锂的方法, 较为系统的研究了其与橄榄石结构LiFePO4间的相互转变关系。
并运用XRD 、SEM 、IR 、Raman 、TG-DSC 、实验电池充放电性能测试等技术对所制不同晶型的FePO4/FePO4·nH2O及相应嵌锂产品的结构和电化学性能进行了探究, 其主要研究内容与结论如下： FePO4/FePO4、nH2O 的制备：三方晶系FePO4, 属P3132空间群, 以Fe 和H3P04为反应原料, 采用超声波混料的方法使反应物充分混合, 前躯体在空气气氛高温煅烧条件下, 生成了颗粒尺寸较大高度结晶化的磷酸铁样品；单斜晶系FePO4·2H2O,属P21/n空间群, 以Na3P04-12H20与FeCl3·6H2O为反应原料, 盐酸调节反应体系的pH, 采用水热合成法165℃在高温反应釜中反应48h, 获得带有两个结晶水的磷酸铁样品；无定形的FePO4·nH2O,以
Na3P04"12H20与FeCl3·6H2O为反应原料, 盐酸调节反应体系的pH, 采用共沉淀法在室温下合成带有结晶水无定形的磷酸铁样品,XRD 显示其呈不规则颗粒状。
不同晶型FePO4/FePO4·nH2O 嵌锂后与LiFePO4相间的转变关系： 1、三方晶系FePO4电化学嵌锂过程并不改变宿主结构的构架,FePO4在首次放电过程中嵌入锂离子生成LixFePO4物相。
由充放电曲线可以看出, 其充放电平台较橄榄石结构的LiFePO4要低, 不具备正交晶系LiFePO4材料的典型充放电曲线特征。
三方晶系
FePO4其呈高度的结晶态, 颗粒尺寸较大, 处于电化学惰性状态。
本文采用一种新的处理方法—湿法球磨, 即以丙酮为溶剂将材料与乙炔黑混合球磨, 而使电化学性能得到有效改善, 并探讨了不同煅烧温度对FePO4材料的晶体结构、形貌及电化学性能的影响。
结果表明样品在400-700℃下煅烧24h, 当煅烧温度为400℃时, 产物为无定形态；煅烧温度为500℃时产物结晶, 但未结晶化, 且仍存在无定形物；当煅
烧温度达到500℃以上时所得三方晶系FePO4, 其表面有玻璃态物质生成严重影响产物活性, 充放电比容量都较低。
经与乙炔黑进行湿法球磨后, 颗粒尺寸减小, 研磨产生新的比表面, 可以使比容量显著提升；长时间研磨可能将得到的细小颗粒又重新团聚在一起, 粒径增大, 与电解液和导电剂的接触面积减小, 对比容量会产生不利的影响, 因此球磨时间要进行适当的控制。
2、单斜晶系FePO4·2H2O电化学嵌锂过程, 首次放电后可嵌入0.7摩尔的Li, 形成Li0.7FePO4·2H2O物相, 但从电池电压的变化曲线观察到此体系的平均电压在2.8-2.7V 左右, 要远小于橄榄石结构LiFePO4的充放电平台, 说明经过电化学嵌锂过程, 生成物不具备正交晶系LiFePO4的结构, 其呈现的是单一相反应的特点。
相比于三方晶系, 纯相的FePO4·2H2O没有经过任何处理, 其首次放电比容量达到106mAh/g。
经SEM 测试显示样品为一些近似规则的菱形颗粒, 颗粒尺寸适宜；傅里叶红外光谱和拉曼散射光谱显示[FePO4]框架机构中存在强烈的诱导效应, 这些因素都会对其电化学性能造成影响。
由于部分锂离子在首次放电循环中很难脱出, 在之后的循环过程中造成嵌锂的分数一直在减小, 比容量大幅度降低, 材料容量的衰减与本身的电导率有关。
3、无定形
FePO4·nH2O电化学嵌锂过程, 首次放电Li 嵌入宿主结构, 由于材料中的活性物质尚未被激活, 造成首次放电容量较低。
当材料经过一次充放电循环过程之后, 样品充分表现出其嵌锂能力, 第二次放电比容量显著提升, 研究表明可逆脱出和嵌入锂离子的能力越大, 材料的电化学性能越好。
在
之后的循环过程中, 受材料自身电导率的影响, 放电容量出现轻微的衰减。
无定形FePO4·nH2O电化学嵌锂过程表现出了单一相反应的特征, 与LiFePO4/FePO4的两相反应有所不同, 生成产物的充放电曲线并不具备橄榄石结构LiFePO4的典型充放电特征。
相比于三方晶系与单斜晶系的磷酸铁, 无定形FePO4·nH2O电化学嵌锂后的性能要优于前两者, 原因是样品呈自然的无定形态, 锂离子能够可逆脱出和嵌入宿主结构的分数增大, 而颗粒较小, 缩短了锂离子的扩散距离, 加快了锂离子的扩散速率。
4、高温固相嵌锂, 对于三方晶系FePO4, 单斜晶系和无定形FePO4·nH2O,结果表明不论前躯体为何种晶型通过高温碳热还原过程, 前躯体磷酸铁的晶型都发生了转变。
经XRD 图谱显示都能够生成橄榄石结构的LiFePO4, 合成的样品都具有LiFePO4典型的充放电曲线特征, 表现出明显的两相反应特点。
探讨了不同含量的
碳还原剂对材料电化学性能的影响, 随着碳还原剂含量的增加, 以不同晶型前躯体合成样品的首次充放电容量都出现了递增的趋势。
所合成的LiFePO4/C复合材料, 在小倍率放电条件下, 容量衰减较小, 而在大倍率放电条件下, 电极极化现象较为严重, 电流较大进而导致在充放电过程中LiFePO4的结构发生畸变, 锂离子在LiFePO4宿主结构中可逆的脱出和嵌入受到限制, 容量出现大幅度的衰减。
通过对比三种LiFePO4/C材料在相同含碳量下的放电比容量得出, 以无定形磷酸铁为前驱体经过高温固相嵌锂后的产物放电比容量最高, 单斜晶系次之, 三方晶系最低, 原因是前驱体的颗粒尺寸和形貌对产物造成了一定的影响。
因采用的是高温还原传统的合成方法, 材料的特性受到合成温度, 煅烧时间, 碳添加剂的含量, 杂质等因素的影响。