納米磷酸鐵鋰正極材料制備新工藝顯著提升動力電池性能

磷酸鐵鋰以其低成本、高安全性和長循環(huán)壽命等優(yōu)點(diǎn)吸引了廣泛的關(guān)注，已經(jīng)成為動力電池生產(chǎn)中主要正極材料之一，經(jīng)過表面碳包覆改性的納米磷酸鐵鋰具有優(yōu)異的倍率性能。如何實(shí)現(xiàn)低成本大規(guī)模制備碳包覆納米LiFePO4成為各國科學(xué)家研究的焦點(diǎn)。最近，由中聚電池研究院、南京工業(yè)大學(xué)和上海交通大學(xué)聯(lián)合開發(fā)的微化工技術(shù)應(yīng)用于碳包覆納米磷酸鐵鋰制備，在受限空間噴射流反應(yīng)器中以廉價(jià)原料合成了高品質(zhì)碳包覆納米LiFePO4展示出優(yōu)異的倍率性能和可快充能力，研究結(jié)果表明：在以80C（13.6A/g）超大電流密度放電時，所制備的碳包覆納米磷酸鐵鋰材料展示出95 mA·h/g 的放電容量，折合成能量密度和功率密度分別為227W·h/kg 和34kW/kg，其功率密度比鋰離子電池傳統(tǒng)磷酸鐵鋰正極材料（0.5～2kW/kg）高出一個數(shù)量級，甚至優(yōu)于商業(yè)化超級電容器材料（1～20kW/kg）。在以10C（6min）和20C（3min）進(jìn)行快速充放電時（無浮充），其比容量分別高達(dá)147mA·h/g 和126mA·h/g，循環(huán)100 周后衰退率分別為1.7%和4.7%。該技術(shù)成果表明微化工技術(shù)合成的納米磷酸鐵鋰在油電混合動力汽車（HEV）和插入式油電混合動力汽車（PHEV）應(yīng)用的動力型鋰電池生產(chǎn)中具有良好的前景。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在英國皇家化學(xué)會《化學(xué)通訊》（Chem. Commun.，2013，49：5396-5398）期刊上。