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华东理工大学纳米材料与技术纳米磷酸铁锂的研究进展摘要:橄榄石型LiFePO4作为新一代锂离子电池正极材料,具有比容量高、成本低、热稳定性好、环境友好等优点,拥有广阔的应用前景,但其低电导率的缺点使其商业化应用受到限制。通过合成纳米LiFeP04进而改善其电化学性能成为当前的研究热点之一。介绍了近年来国内外主要合成纳米LiFePO4的研究进展。分析了不同制备纳米LiFePO4方法的基本原理、前驱物、溶剂、重要工艺条件等。比较了不同工艺路线对LiFePO4结构和形貌的影响,探讨了合成纳米LiFePO4。所进行的研究工作。并指出了存在的问题。最后对纳米LiFePO4的产业化状况及发展趋势进行了展望。关键词:纳米材料,磷酸铁锂,锂离子电池,正极材料,制备华东理工大学纳米材料与技术Abstract:Theolivine-apacity,lowercost,,-,theprogressinpreparationofLiFePO4materialwithdifferentsynthesismethodsathomeandabroadinrecentyearsweresummarizedfromsuchaspectsasbasicprinciple,reactiveprecursors,solvents,,researchworkofsynthesisofnano-,theindustrializationanddirectionsforfuturedevelopmentofnano-:nano-material,lithiumironphosphate,lithiumionbattery,cathodematerial,[1],其晶粒或颗粒尺寸在1~100nm数量级,主要由纳米晶粒和晶粒界面两部分组成,其晶粒中原子的长程有序排列和无序界面成分的组成后有大量的界面(6×1025m3/10nm晶粒尺寸),晶界原子达15%~50%,且原子排列互不相同,界面周围的晶格原子结构互不相关,使得纳米材料成为介于晶态与非晶态之间的一种新的结构状态[2]。此外,由于纳米晶粒中的原子排列的非无限长程有序性,使得通常大晶体材料中表现出的连续能带分裂为接近分子轨道的能级。高浓度界面及原子能级的特殊结构,使其具有不同于常规材料和单个分子的性质如表面效应、体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等,导致了纳米材料的力学性能、磁性、介电性、超导性光学乃至力学性能发生改变,使之在电子学、光学、化工陶瓷、生物、医药等诸多方面具有重要价值,得到了广泛应用[3,4]。由于能源问题和环境问题的日趋严重,并且传统的石化能源也会在未来使用殆尽,人们不得不去寻找新的替代能源。相应地人们的节能观念也逐渐增强,电动车和混合电动车及其动力电源也得到迅速发展。目前,电动车或混合电动车中主要使用的铅酸和镍氢电池使用寿命短,容易污染环境;而锂离子电池以其优良的性能,一经发现就受到广泛的关注,具有取代铅酸和镍氢电池做电动车或混合电动车电源的绝对优势。现如今限制锂离子电池发展的瓶颈之一是正极材料,锂离子电池不仅要求正极材料具有高的比容量、较好的充放电性能和循环性,并且价格也是其不能忽视的一个重要因素。自从Goodenough[5]等发现磷酸铁锂材料能可逆地嵌入和脱嵌锂离子,可充当锂离子电池正极材料以来,磷酸铁锂正极材料引起了众多的关注。与传统的锂离子二次电源正极材料钻酸锂LiCoO2、镍酸锂LiNiO2、锰酸锂LiMn204相比,橄榄石结构的磷酸铁锂(LiFePO4)正极材料具有相对高的比容量(170mAh/g)[6]、稳定的工作电压()[7]和较