近日,遼寧科技大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院“能源材料與電化學(xué)”省重點實驗室孫呈郭教授,與清華大學(xué)何向明研究員、吳英強副研究員合作,圍繞長壽命、高倍率磷酸錳鐵鋰(LFMP)的規(guī)模化制備開展工作,并取得重要進展。研究成果以“Engineering Manganese-rich Phospho-olivine Cathode Materials with Exposed Crystal (010) Facets for Practical Li-ion Batteries”在國際化工領(lǐng)域高水平期刊《Chemical Engineering Journal》在線發(fā)表。遼科大為論文第一通訊單位,2019級博士生劉少軍為論文第一作者。
磷酸錳鐵鋰(LFMP)安全性能優(yōu)于三元,能量密度高于LiFePO
4,成本優(yōu)勢明顯,正在成為繼LiFePO
4之后最有前途的橄欖石型陰極材料,目前市場需求量每年高于50萬噸,被認為是正極材料的發(fā)展方向。然而,由于較差的動力學(xué)特性,導(dǎo)致其商業(yè)應(yīng)用面臨極大的挑戰(zhàn)。盡管納米化是改善其動力學(xué)的一種重要技術(shù),但它會導(dǎo)致材料比表面積增加,從而引起更多界面副反應(yīng)。為了解決這一難題,該研究工作開發(fā)了一種多元醇溶劑熱合成法,以提高晶體顆粒粒徑(降低比表面積),同時調(diào)節(jié)LiMn
0.7Fe
0.3PO
4的晶體取向(改善動力學(xué)),使晶體沿著(010)面定向生長。以鈷摻雜和碳包覆兩種改性技術(shù)相結(jié)合進一步提高動力學(xué)性能,其中全電池(14000mAh)在1C倍率下1000次循環(huán)中容量保持率達到89.6%。該研究成果對推動磷酸錳鐵鋰(LFMP)材料產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),尤其是液相法規(guī)模制備磷酸鹽正極材料具有重要意義。
上述工作得到了國家自然科學(xué)基金、興遼英才計劃人才項目、遼寧省能源材料與電化學(xué)重點實驗室支持。

(供稿:化工學(xué)院)