如何提高磷酸铁锂材料循环稳定性

1991年,索尼公司将锂离子电池商业化以后,人们就大力发展锂离子电池产业,目前它是最有优势的清洁能源储能装置,而在众多的锂离子电池正极材料中,磷酸铁锂材料脱颖而出,因为它具有较高的容量(理论比容量为170mAh/g)、低廉的价格、在充放电状态下有良好的热稳定性和安全性、较小的吸湿性和优良的充放电循环性能等诸多优点。

但是,磷酸铁锂材料也存在一些不足。1、振实密度较低,理论密度仅为3.6g/cm3,实际上一般只能达到1.3-1.5g/cm3,这便会阻碍了材料的实际应用。2、导电性差,这就是一个最关键的问题。

为了克服磷酸铁锂正极材料在电池充放电过程中由于表面不均匀会产生过电势,导致电池容量衰减较快,循环稳定性比较差的问题,专家们提供一种提高磷酸铁锂材料循环稳定性的方法。

首先制备磷酸铁锂层,再制备石墨烯层;在锂离子电池正极材料表面涂上一层磷酸铁锂层,干燥后,再在磷酸铁锂层上涂上一层石墨烯层,干燥后,再在石墨烯层上涂上一层磷酸铁锂层,以此类推,制得磷酸铁锂层和石墨烯层交替叠加的极片,这样就能明显提高材料的循环稳定性,因为石墨烯具有超高的导电性,在室温下的载流子迁移率约为15000cm2/(V·s),这一数值超过了硅材料的10倍,是目前已知载流子迁移率最高的物质锑化铟(InSb)的两倍以上。

注意:所述极片至少包括两层磷酸铁锂层和一层石墨烯层;每层磷酸铁锂层的厚度为5—20μm且磷酸铁锂层的总厚度≤40μm;每层石墨烯层的厚度为0.5—1.5nm。

 

 

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