聚阴离子正极材料LiFePO4的电化学性能

    《锂电世界》 聚阴离子正极材料LiFePO4与层状材料放电曲线不同，LiFePO4的充放电曲线在3.4V（相对于Li+/Li）有一很平的电压平台，因此有研究者认为LiFePO。脱／嵌锂反应为两相反应，锂离子脱嵌过程就是发生在LiFeP04/FeP04之间的相变过程。但也有不同观点。


    另一种观点认为LiFePO。脱／嵌锂是单相反应。谷林等利用球差校正环形明场成像技术不仅可直接观察到LiFePO。中的锂离子，而且首次在部分脱锂的LiFePO。单晶纳米线(d=65nm)观测到了锂离子隔行脱出的现彖，如图2-44所示，其中黄色圈和橘色圈分别表示锂离子存在位置和脱出位置。这一结构与石墨插层化合物中出现的“二阶”现象类似，为单相结构，与之前提出的各类两相反应模型均不一致。Liu等[82]和Orikasa等‘83]分别利用软X射线吸收光谱和时间分辨X射线衍射从实验上给出了LiFePO。脱锂过程中存在单相结构的证据。上述研究结果也从另一个角度解释了低电子和离子电导的LiFePO。可以实现快速充放电的原因。

    第三种观点认为LiFeP04在脱嵌／锂过程中出现LiFeP04/Ⅱ阶/FeP04三相共存结构。为了阐明颗粒尺寸或掺杂等对阶结构的影响，Suo L M等进一步研究了部分脱锂的Nb掺杂LiFeP04纳米颗粒(d =200nm)的原子结构，清楚地观察到了沿口轴方向LiFeP04和FeP04两相界面处存在高度有序的阶结构。阶结构界面厚度约为2nm，并且与6轴方向垂直，这进一步支持了锂离子沿6轴方向一维输运模型。正极材料。同时，两相界面呈弯曲状。Nb在Li位的掺杂不会对阶结构的出现产生明显的影响，表明两相界面处的阶结构是本征的亚稳或中间相。