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在动力电池领域,锰酸锂和磷酸铁锂是最有前途的正极材料。二者相对钴酸锂具有更强的价格优势,具有优秀的热稳定性和安全性。
在通讯电池领域,三元素复合材料和镍酸锂是最有可能成为替代钴酸锂的正极材料。三元素相对钴酸锂具有比价优势和更高的安全性,而镍酸锂容量更高。
LiFePO4虽然具有结构稳定,安全,无污染且价格便宜等优点,但还是存在着锂离子的扩散系数小,电子导电率低等缺点,导致其室温下的循环性能以及高倍充放电性能不是很好。针对LiFePO4材料导电性差的特点,目前研究者们主要从以下几个方面的措施来改善:
包覆导电层
通常利用碳包覆,碳的加入除了能够增强电极材料的导电性能外,在产物结晶过程中还充当了成核剂,减小了产物的粒径。此外还有聚合物包覆,RuO2包覆等。
离子掺杂
通常用高价态的金属阳离子如Mg2+、Al3+、Ti4+等进行掺杂,掺杂后产生的空穴表现比电子好得多的可移动性,材料导电性得到明显提高。
提高比表面积
通过提高材料的比表面积,可以增大扩散界面散界面面积,同时缩短Li+在颗粒内部的扩散路径,从而提高活性材料的利用率,通常将材料做成纳米尺寸颗粒或高比表面积的多孔材料来实现。
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