《LiFePO4的可控合成與嵌脫鋰機理研究》是依託中南大學，由盧周廣擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：LiFePO4的可控合成與嵌脫鋰機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：盧周廣
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
橄欖石結構磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)是電動汽車用鋰離子動力電池的關鍵材料。本項目致力於LiFePO4材料合成工藝-顆粒形貌-顆粒尺寸-嵌脫離機制-電化學性能構效關係的建立。優選出合適合成工藝參數，控制合成系列具有不同顆粒形貌和顆粒尺寸的純相LiFePO4晶體材料；在材料合成基礎上，系統和深入研究顆粒形貌和顆粒尺寸對LiFePO4在電化學反應過程中嵌脫鋰及不同衍生相(富鋰相Li1-bFePO4和缺鋰相LiaFePO4等)或其它相的生成和轉化的影響機制。通過對基礎嵌脫鋰機理的研究，總結出限制LiFePO4材料電化學性能，尤其是大電流充放電性能的關鍵因素，為LiFePO4材料的改性提供理論指導。預期研究成果同時可為進一步設計和製備適合於電動汽車用下一代(尤其是一些具有我國自主智慧財產權的)電極材料提供基礎數據積累和理論保障。
結題摘要
通過本項目的資助，取得了如下研究成果：(a)成功合成了不同顆粒形貌(空心、立方、菱形、納米棒以及納米片資助裝微米片等)和尺寸(20nm-20um連續可控)的LiFePO4以及LiFe1-xMnxPO4固溶體晶體材料；(b)通過合成過程的反應機理研究，總結出了有效控制LiFePO4晶體材料的晶體相、顆粒形貌及尺寸的關鍵因素；(c)深入研究了不同顆粒形貌和尺寸對LiFePO4材料的電化學性能及嵌脫鋰和相轉化特點。發現了在空心結構LiFePO4納米晶的嵌脫鋰過程中，第三相Li0.6FePO4相始終存在，而且在充放電過程中，從富鋰相Li1-aFePO4到缺鋰相LibFePO4的轉化，不是慢慢相生成和轉化過程，而是存在明顯的新相生成滯後性。通過製備空心納米結構和用Mn替代參雜Fe的方法，大大提高了LiFe1-xMnxPO4的能量和功率密度。本項目順利完成了原計畫的要求，同時在新能源材料其他相關領域，如：高容量FeFx以及高能Li2MnO3•3LiNi0.5-xMn0.5-xCo2xO2正極材料，和高度石墨化多孔碳、SnNi/C複合物以及鐵氧化物等高能負極材料等方面進行了許多有益的探索，開拓了許多後續研究的創新點。
