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LiFe_(x)Mn_(1-x)PO_(4)(0
1
作者
吉帅静
王军伟
+6 位作者
杜宝帅
徐丽
楼平
管敏渊
汤舜
程时杰
曹元成
《储能科学与技术》
北大核心
2025年第3期965-983,共19页
在锂离子电池于电动汽车及储能领域广泛应用的背景下,磷酸锰锂铁(LiFe_(x)Mn_(1-x)PO_(4),0<x<1)作为正极材料,因其卓越的高安全性和高工作电压特性而备受瞩目。然而,LiFe_(x)Mn_(1-x)PO_(4)(LFMP)材料存在的导电性不足及循环稳...
在锂离子电池于电动汽车及储能领域广泛应用的背景下,磷酸锰锂铁(LiFe_(x)Mn_(1-x)PO_(4),0<x<1)作为正极材料,因其卓越的高安全性和高工作电压特性而备受瞩目。然而,LiFe_(x)Mn_(1-x)PO_(4)(LFMP)材料存在的导电性不足及循环稳定性较差等问题,成为制约其商业化应用的关键性障碍。针对这些问题,本文深入探讨了LFMPO4性能衰退的根源,包括Mn的Jahn-Teller畸变效应、迟缓的反应动力学以及锰基阴极材料中的歧化反应等核心问题,并深入分析了高温高压条件下产气产热的演变机制,以期揭示其失效机理。为提升LFMP的综合性能,本文总结了多种策略,如离子掺杂与碳包裹技术的结合使用、复合包覆技术以及电解质的改良等。这些策略着重于增强LFMP正极材料的电子导电性和Li^(+)迁移率,稳定其相结构以抑制由Jahn-Teller效应引发的Mn溶解,减小界面应力,并提升材料的热稳定性和安全性。通过实施上述策略,不仅验证了失效机理分析的准确性,还展望了高性能锂离子电池LFMP正极材料的未来发展趋势。结合当前的研究成果,为实现高比容量、稳定的循环性能、出色的倍率性能以及高安全性,可能需要综合运用多种手段,如碳涂层、元素掺杂以及电解质优化等,以期开发出具有高能量密度、长循环寿命和热稳定性的全电池基LFMP正极材料。此外,本文还紧密结合当前的产业化研究进展,综述了不同合成工艺与Mn掺杂比例调控对LFMP材料结构和性能的具体影响,这不仅将推动LFMP基材料在高性能锂离子电池领域的广泛应用,也为其商业化进程奠定了坚实的基础。
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关键词
LiFe_(x)Mn_(1-x)PO_(4)(0
失效机制
JAHN-TELLER效应
掺杂
改性
包覆
改性
电解质策略改性
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职称材料
题名
LiFe_(x)Mn_(1-x)PO_(4)(0
1
作者
吉帅静
王军伟
杜宝帅
徐丽
楼平
管敏渊
汤舜
程时杰
曹元成
机构
华中科技大学材料科学与工程学院
华中科技大学电气学院
国网山东省电力公司电力科学研究院
北京智慧能源研究院
国网浙江省电力有限公司湖州供电公司
出处
《储能科学与技术》
北大核心
2025年第3期965-983,共19页
基金
国家电网有限公司总部管理科技项目资助(退役磷酸铁锂电池低成本绿色再生利用关键技术5419-202199554A-0-5-ZN)。
文摘
在锂离子电池于电动汽车及储能领域广泛应用的背景下,磷酸锰锂铁(LiFe_(x)Mn_(1-x)PO_(4),0<x<1)作为正极材料,因其卓越的高安全性和高工作电压特性而备受瞩目。然而,LiFe_(x)Mn_(1-x)PO_(4)(LFMP)材料存在的导电性不足及循环稳定性较差等问题,成为制约其商业化应用的关键性障碍。针对这些问题,本文深入探讨了LFMPO4性能衰退的根源,包括Mn的Jahn-Teller畸变效应、迟缓的反应动力学以及锰基阴极材料中的歧化反应等核心问题,并深入分析了高温高压条件下产气产热的演变机制,以期揭示其失效机理。为提升LFMP的综合性能,本文总结了多种策略,如离子掺杂与碳包裹技术的结合使用、复合包覆技术以及电解质的改良等。这些策略着重于增强LFMP正极材料的电子导电性和Li^(+)迁移率,稳定其相结构以抑制由Jahn-Teller效应引发的Mn溶解,减小界面应力,并提升材料的热稳定性和安全性。通过实施上述策略,不仅验证了失效机理分析的准确性,还展望了高性能锂离子电池LFMP正极材料的未来发展趋势。结合当前的研究成果,为实现高比容量、稳定的循环性能、出色的倍率性能以及高安全性,可能需要综合运用多种手段,如碳涂层、元素掺杂以及电解质优化等,以期开发出具有高能量密度、长循环寿命和热稳定性的全电池基LFMP正极材料。此外,本文还紧密结合当前的产业化研究进展,综述了不同合成工艺与Mn掺杂比例调控对LFMP材料结构和性能的具体影响,这不仅将推动LFMP基材料在高性能锂离子电池领域的广泛应用,也为其商业化进程奠定了坚实的基础。
关键词
LiFe_(x)Mn_(1-x)PO_(4)(0
失效机制
JAHN-TELLER效应
掺杂
改性
包覆
改性
电解质策略改性
Keywords
LiFe_(x)Mn_(1-x)PO_(4)(0
failure mechanisms
Jahn-Teller effect
doping modification
coating modification
electrolyte modification strategies
分类号
TM1.11 [电气工程—电工理论与新技术]
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职称材料
题名
作者
出处
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1
LiFe_(x)Mn_(1-x)PO_(4)(0
吉帅静
王军伟
杜宝帅
徐丽
楼平
管敏渊
汤舜
程时杰
曹元成
《储能科学与技术》
北大核心
2025
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