如何提高磷酸鐵鋰材料迴圈穩定性

1991年,索尼公司將鋰離子電池商業化以後,人們就大力發展鋰離子電池產業,目前它是最有優勢的清潔能源儲能裝置,而在眾多的鋰離子電池正極材料中,磷酸鐵鋰材料脫穎而出,因為它具有較高的容量(理論比容量為170mAh/g)、低廉的價格、在充放電狀態下有良好的熱穩定性和安全性、較小的吸濕性和優良的充放電迴圈性能等諸多優點。

但是,磷酸鐵鋰材料也存在一些不足。1、振實密度較低,理論密度僅為3.6g/cm3,實際上一般只能達到1.3-1.5g/cm3,這便會阻礙了材料的實際應用。2、導電性差,這就是一個最關鍵的問題。

為了克服磷酸鐵鋰正極材料在電池充放電過程中由於表面不均勻會產生過電勢,導致電池容量衰減較快,迴圈穩定性比較差的問題,專家們提供一種提高磷酸鐵鋰材料迴圈穩定性的方法。

首先製備磷酸鐵鋰層,再製備石墨烯層;在鋰離子電池正極材料表面塗上一層磷酸鐵鋰層,乾燥後,再在磷酸鐵鋰層上塗上一層石墨烯層,乾燥後,再在石墨烯層上塗上一層磷酸鐵鋰層,以此類推,制得磷酸鐵鋰層和石墨烯層交替疊加的極片,這樣就能明顯提高材料的迴圈穩定性,因為石墨烯具有超高的導電性,在室溫下的載流子遷移率約為15000cm2/(V·s),這一數值超過了矽材料的10倍,是目前已知載流子遷移率最高的物質銻化銦(InSb)的兩倍以上。

注意:所述極片至少包括兩層磷酸鐵鋰層和一層石墨烯層;每層磷酸鐵鋰層的厚度為5—20μm且磷酸鐵鋰層的總厚度≤40μm;每層石墨烯層的厚度為0.5—1.5nm。

 

 

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