商用LiFePO_(4)锂离子电池的过充电分析

1

作者 王飞鸿 《电池》 北大核心 2025年第3期513-517,共5页

不均匀反应是电池性能衰减的重要原因,而性能衰减的电池在滥用条件下容易发生安全事故。根据GB 38031—2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》,对循环后的商用磷酸铁锂(LiFePO_(4))锂离子电池进行过充电测试,并以SEM和X射线光电子能谱(X... 不均匀反应是电池性能衰减的重要原因,而性能衰减的电池在滥用条件下容易发生安全事故。根据GB 38031—2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》,对循环后的商用磷酸铁锂(LiFePO_(4))锂离子电池进行过充电测试,并以SEM和X射线光电子能谱(XPS)等分析,测试电池内部的反应均匀性。充放电过程中,电池表面的温度是不均匀的;电池正极上、中、下3个位置充电比容量(可脱嵌锂量)分别为29.0 mAh/g、9.4 mAh/g和30.7 mAh/g,对应区域负极位置充电比容量分别为195.8 mAh/g、206.6 mAh/g和183.0 mAh/g,进一步证实了老化电池正负极的不均匀特性。 展开更多

关键词 磷酸铁锂(lifepo_(4)) 锂离子电池 不均匀反应 过充电测试

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储能用LiFePO_(4)锂离子电池过放电失效分析 被引量：1

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作者 顾昊 张松通 +2 位作者 胡海良 祝夏雨 明海 《电池》 CAS 北大核心 2024年第4期492-496,共5页

过放电失效行为与电池的安全性能密切相关。为提升储能电站的安全性,对磷酸铁锂锂离子电池组(18并)开展研究。模组中如果有1只电池发生热失控,与之相邻的电池会因过放电导致电压均下降至0 V,体积鼓胀,但未发生热失控。X射线计算机断层扫... 过放电失效行为与电池的安全性能密切相关。为提升储能电站的安全性,对磷酸铁锂锂离子电池组(18并)开展研究。模组中如果有1只电池发生热失控,与之相邻的电池会因过放电导致电压均下降至0 V,体积鼓胀,但未发生热失控。X射线计算机断层扫描(XCT)测试结果表明,相邻电芯本体发生明显变形,呈现高低不平的状态,局部区域的极片分离严重,电芯顶部正、负极集流体出现一定的错位。拆解发现,负极两侧活性物质基本完全脱落,剥离后的铜箔局部区域有严重的“灼烧”点。SEM和能量色散谱结果显示:正极表面异常区域存在较高含量的铜元素,且表面覆盖有沉积物,主要为铜离子的堆积物;负极表面异常区域沉积物更明显,主要为锂盐的沉积物;隔膜异常区域表面存在大量的脱落电极材料,隔膜孔隙结构已被完全堵塞。 展开更多

关键词 磷酸铁锂(lifepo_(4)) 储能 锂离子电池 过放电 失效 变形

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补锂剂Li_(5)AlO_(4)对退役动力电池磷酸铁锂正极材料的直接修复

3

作者 纽思恒 王立帆 詹纯 《稀有金属与硬质合金》 北大核心 2025年第3期135-142,共8页

为减少直接补锂修复退役磷酸铁锂(LiFePO_(4))正极材料过程副产物的生成,提高该工艺的可控性和应用价值,探讨了Li_(5)AlO_(4)(LAO)作为补锂剂对退役磷酸铁锂正极材料的再生效果。通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征LAO的物... 为减少直接补锂修复退役磷酸铁锂(LiFePO_(4))正极材料过程副产物的生成,提高该工艺的可控性和应用价值,探讨了Li_(5)AlO_(4)(LAO)作为补锂剂对退役磷酸铁锂正极材料的再生效果。通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征LAO的物相结构和形貌,并评估其电化学性能。同时研究了LAO修复磷酸铁锂半电池和全电池的性能。结果表明,LAO能够有效释放锂离子,补充失效正极材料中缺失的锂源,从而显著提升其比容量和循环稳定性。半电池测试表明,在健康状态(SOH)分别为90%、80%和70%的失效LiFePO_(4)电池中,LAO补锂后首圈充电比容量分别提升至301.5、272.4、358.7 mA·h/g,较未添加LAO时显著提高;500次充放电循环后容量保持率分别为94.0%、90.1%和95.9%,充分证明补锂策略对电池的循环稳定性影响较小。此外,全电池测试进一步验证了LAO补锂剂对退役电池正极材料的直接修复作用。其中在SOH为80%的失效电池中,LAO的添加使首圈充电比容量提高46.1 mA·h/g,表明其能够有效补充锂离子,进一步证实了其在磷酸铁锂电池再生领域的应用潜力。本研究提出的LAO高效补锂技术可为磷酸铁锂电池的再生与循环利用提供重要理论支撑和技术参考。 展开更多

关键词 锂离子电池 磷酸铁锂 Li_(5)AlO_(4) 补锂剂 直接修复 电化学性能

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磷酸铁锂锂离子电池在45℃下的循环失效分析

4

作者 王跃冰 杜智锋 杨大鹏 《电池》 北大核心 2025年第1期32-36,共5页

锂离子电池的循环寿命会随温度的升高而缩短。研究磷酸铁锂(LiFePO_(4))/石墨软包装电池在45℃下的老化机理,对比常温(25℃)和45℃下的容量变化,发现健康状态(SOH)衰减至85%时,45℃循环寿命仅为常温的1/3。拆解不同SOH的电池,发现在循... 锂离子电池的循环寿命会随温度的升高而缩短。研究磷酸铁锂(LiFePO_(4))/石墨软包装电池在45℃下的老化机理,对比常温(25℃)和45℃下的容量变化,发现健康状态(SOH)衰减至85%时,45℃循环寿命仅为常温的1/3。拆解不同SOH的电池,发现在循环后负极材料会出现膨胀,固体电解质相界面(SEI)膜增厚并在表面发生锂盐的沉积。单片半电池的测试表明:常温容量衰减的主要原因是活性锂的不可逆损失;高温容量衰减的主要原因还有正极材料结构的衰退。 展开更多

关键词 磷酸铁锂(lifepo_(4)) 老化 固体电解质相界面(SEI)膜 活性锂 不可逆损失 锂离子电池 循环失效

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LiFePO_(4)涂覆量对锂离子电池性能的影响 被引量：7

5

作者 刘伯峥 李海婷 +1 位作者 曾涛 伍绍中 《电池》 CAS 北大核心 2021年第5期482-485,共4页

用高涂覆量39.50 mg/cm^(2)及低涂覆量35.50 mg/cm^(2)两种磷酸铁锂(LiFePO_(4))电极,制备额定容量为4.0 Ah的LiFePO_(4)软包装锂离子电池,考察涂覆量对电池高低温充放电、倍率充放电、高温存储及循环性能的影响。电极涂覆量增加,导致... 用高涂覆量39.50 mg/cm^(2)及低涂覆量35.50 mg/cm^(2)两种磷酸铁锂(LiFePO_(4))电极,制备额定容量为4.0 Ah的LiFePO_(4)软包装锂离子电池,考察涂覆量对电池高低温充放电、倍率充放电、高温存储及循环性能的影响。电极涂覆量增加,导致电池内阻增大,放电电压平台降低,放电能量下降约1%~2%;电池整体性能没有特别明显的劣化,尤其是循环寿命。 展开更多

关键词 磷酸铁锂(lifepo_(4)) 面密度 高温存储 循环寿命 涂覆量

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储能用LiFePO_(4)锂离子电池的热安全特性 被引量：3

6

作者 马勇 张量 +1 位作者 王亦伟 蒋方明 《电池》 CAS 北大核心 2021年第1期41-45,共5页

以方形磷酸铁锂(LiFePO_(4))锂离子电池为对象,研究充放电倍率、环境温度对电池性能的影响,确定电池热生成速率与荷电状态(SOC)的关系式。为寻找热安全的温度阈值,开展电池热失控实验。在适宜的温度区间(25~40℃)工作时,电池的热性能良... 以方形磷酸铁锂(LiFePO_(4))锂离子电池为对象,研究充放电倍率、环境温度对电池性能的影响,确定电池热生成速率与荷电状态(SOC)的关系式。为寻找热安全的温度阈值,开展电池热失控实验。在适宜的温度区间(25~40℃)工作时,电池的热性能良好,内阻和热生成随着环境温度的升高而变小;电池正极极耳温度要高于负极极耳,正极极耳下方可作为实际储能系统温度监控的特征点。电池热失控过程自发热起始点温度约为86.0℃。 展开更多

关键词 锂离子电池 磷酸铁锂(lifepo_(4)) 储能 热安全 热失控 温度阈值

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干法制备LiFePO_(4)厚电极的电化学性能 被引量：6

7

作者 龚家铭 任宁 +1 位作者 常海涛 路密 《电池》 CAS 北大核心 2023年第5期482-485,共4页

为实现更高的能量密度,探究利用干法工艺制备厚电极的电化学性能。通过构建点-线-面三维导电网络,采用干法电极制备工艺,制备138μm、217μm和303μm厚(面密度分别为26.7 mg/cm^(2)、35.0 mg/cm^(2)和47.9 mg/cm^(2))的磷酸铁锂(LiFePO_... 为实现更高的能量密度,探究利用干法工艺制备厚电极的电化学性能。通过构建点-线-面三维导电网络,采用干法电极制备工艺,制备138μm、217μm和303μm厚(面密度分别为26.7 mg/cm^(2)、35.0 mg/cm^(2)和47.9 mg/cm^(2))的磷酸铁锂(LiFePO_(4))厚电极。以0.10 C在2.50~4.25 V充放电,电极的可逆比容量分别为157.5 mAh/g、158.7 mAh/g和153.2 mAh/g,接近30μm厚(面密度为1.0 mg/cm^(2))对比电池的158.1 mAh/g。在不同电流下进行50次循环,仅0.50 C和1.00 C倍率下循环的容量受厚度影响。以0.50 C循环时,循环曲线出现“跳水”现象,且发生时间随着厚度的增加而提前,主要是因为厚电极在较大电流下充电时,在负极表面沉积大量高比表面金属锂,导致电池内的电解液干涸。 展开更多

关键词 锂离子电池 磷酸铁锂(lifepo_(4)) 厚电极 干法电极制备

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LiFePO_(4)锂离子电池关键材料的湿法回收 被引量：5

8

作者 李云霞 万亚锋 +1 位作者 王金涛 吕正中 《电池》 CAS 北大核心 2023年第6期692-696,共5页

废旧磷酸铁锂(LiFePO_(4))锂离子电池经破碎分选后制得黑粉,对黑粉采取湿法回收及再生,其中,锂、铁、磷的浸出率(回收率)可达97%以上。对浸出液采取化学沉淀法除铜、铝,铁粉置换法除铜,可将铜质量分数降至0.0001%以下,采用硫酸铵化学沉... 废旧磷酸铁锂(LiFePO_(4))锂离子电池经破碎分选后制得黑粉,对黑粉采取湿法回收及再生,其中,锂、铁、磷的浸出率(回收率)可达97%以上。对浸出液采取化学沉淀法除铜、铝,铁粉置换法除铜,可将铜质量分数降至0.0001%以下,采用硫酸铵化学沉淀,可将铝质量分数降至0.0006%,达成深度除杂效果。除杂后的精制溶液可合成电池级无水磷酸铁及碳酸锂,并通过高温固相法制备LiFePO_(4)正极材料。制备的扣式电池以0.1 C在2.00~3.75 V循环,充放电比容量分别为162.96 mAh/g、159.31 mAh/g,首次循环的库仑效率为97.76%。 展开更多

关键词 锂离子电池 磷酸铁锂(lifepo_(4)) 湿法回收 磷酸铁 碳酸锂 再生材料 资源化利用

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氟掺杂改性LiMn_(0.5)Fe_(0.5)PO_(4)正极材料及其电化学性能 被引量：3

9

作者 于松民 金洪波 +2 位作者 杨明虎 余海峰 江浩 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期302-309,共8页

目前磷酸铁锂材料由于其较低的能量密度难以满足使用需求。磷酸锰铁锂具有比磷酸铁锂更高的能量密度,同时兼顾磷酸铁锂低成本和晶体结构稳定性的特点。然而缓慢的锂离子扩散动力学和Mn^(3+)引起的Jahn-Teller效应导致材料的循环和倍率... 目前磷酸铁锂材料由于其较低的能量密度难以满足使用需求。磷酸锰铁锂具有比磷酸铁锂更高的能量密度,同时兼顾磷酸铁锂低成本和晶体结构稳定性的特点。然而缓慢的锂离子扩散动力学和Mn^(3+)引起的Jahn-Teller效应导致材料的循环和倍率性能差,限制了磷酸锰铁锂实际应用。本工作通过引入F离子掺杂,构筑沿b轴取向生长的110nm纳米颗粒磷酸锰铁锂正极材料,探究了它们的基本物理化学性质与电化学性能,发现沿b轴取向生长并暴露的(010)晶面能够显著提升锂离子扩散动力学。此外,F离子引入显著增强了Li—O键以及PO_(4)^(3−)骨架结构,提高锂离子嵌入和脱出过程中晶体结构稳定性。因此,在0.1C和5C电流下,改性磷酸锰铁理正极材料可逆放电比容量分别为153mA·h/g和106mA·h/g。相比于未改性材料,1C循环750次后比容量保持率从90.6%提升到96.4%。 展开更多

关键词 电化学 磷酸锰铁锂 正极 锂离子电池 氟掺杂

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LiFePO_(4)/石墨电池高温循环失效分析 被引量：3

10

作者 李昭宇 李红朝 +1 位作者 陶亮 王群峰 《电池》 CAS 北大核心 2022年第4期396-400,共5页

当前磷酸铁锂(LiFePO_(4))/石墨电池在高温下的衰减机理尚不明确,定量探究容量衰减的原因,有利于提出相应改善方案。比较高温循环前后半电池的容量和表面形貌,并进行电化学阻抗谱(EIS)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP)测试,明确失效电... 当前磷酸铁锂(LiFePO_(4))/石墨电池在高温下的衰减机理尚不明确,定量探究容量衰减的原因,有利于提出相应改善方案。比较高温循环前后半电池的容量和表面形貌,并进行电化学阻抗谱(EIS)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP)测试,明确失效电池的容量衰减主要来自固体电解质相界面(SEI)膜增长导致的活性锂损失。SEI膜增长导致的容量损失为总容量的21.6%~35.8%,是正极-电解质相界面(CEI)膜增长导致的容量损失的3~5倍,抑制负极SEI膜生长是提高循环容量保持率的关键。正极结构变化导致的容量损失为1.2%~2.6%;负极结构稳定,不会导致容量损失。失效过程伴有正极活性物质粉化、电解液干涸、阻抗增长的现象。 展开更多

关键词 磷酸铁锂(lifepo_(4)) 锂离子电池 失效分析 容量衰减 活性锂消耗 高温循环

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铁磁性杂质对LiFePO_(4)锂离子电池性能的影响 被引量：2

11

作者 陈霞 刘兴亮 +1 位作者 钟明明 杨茂萍 《电池》 CAS 北大核心 2021年第4期346-350,共5页

定量分析商品化磷酸铁锂(LiFePO_(4))中的磁性杂质及含量,得出主要成分是含铁化合物或铁单质。通过逆向试差手段,在实验电池制作的合浆阶段添加铁粉,考察铁粉添加量对电池性能的影响。随着铁粉添加量从0增加到50.0×10^(-4)%,电池... 定量分析商品化磷酸铁锂(LiFePO_(4))中的磁性杂质及含量,得出主要成分是含铁化合物或铁单质。通过逆向试差手段,在实验电池制作的合浆阶段添加铁粉,考察铁粉添加量对电池性能的影响。随着铁粉添加量从0增加到50.0×10^(-4)%,电池首次充电(0.10 C至3.65 V)比容量由157.7 mAh/g升高至174.4 mAh/g,首次循环的库仑效率由85.7%下降到76.2%,与分容24 h的电压降由5.47 mV逐渐升至43.9 mV相对应。随着铁粉添加量从0增加到10.0×10^(-4)%,高温(55℃)搁置7 d,绝对值电压及漏电流增大,容量保持能力由98.37%下降到84.15%;常温(25℃)搁置28 d,绝对值电压也增大;对分容后的电池进行拆解,发现负极上黑点呈上升趋势,可归因于正极侧铁粉在充电过程中被氧化,游离在电解液中,穿过隔膜到达负极表面,放电时被还原并沉积在负极表面,造成失效。 展开更多

关键词 磷酸铁锂(lifepo_(4)) 铁粉 电池性能 磁性杂质

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LiFePO_(4)/石墨电芯在失控过程中的产气情况 被引量：1

12

作者 汪涛 张海林 杨海超 《电池》 CAS 北大核心 2022年第5期543-546,共4页

为研究磷酸铁锂(LiFePO_(4))/石墨电芯在失控过程中的产气情况,采用气相色谱(GC)与介质阻挡放电等离子体检测器(BID)分析电芯产生的气体成分。气体主要来源于电解液溶剂的分解,正常充放电电芯产气以H_(2)、CO和C_(2)H_(4)为主。电芯在... 为研究磷酸铁锂(LiFePO_(4))/石墨电芯在失控过程中的产气情况,采用气相色谱(GC)与介质阻挡放电等离子体检测器(BID)分析电芯产生的气体成分。气体主要来源于电解液溶剂的分解,正常充放电电芯产气以H_(2)、CO和C_(2)H_(4)为主。电芯在循环后,除产生少量氧化性气体C_(2)H_(2)外,其他气体成分和含量与循环前差异不大。循环前后的电芯经45℃高温存储、过充电、130℃/150℃热箱和短路等失控测试后,均会产生大量CO_(2),并伴随有机烃类和无机气体含量的变化。45℃下随存储时间延长,会产生更高含量的H_(2)与CH_(4)。对比循环前,电芯循环后在过充电时会产生更多的CH_(4)、C_(2)H_(6)和C_(3)H_(8);130℃热箱实验中,H_(2)含量降低,C_(2)H_(6)、CH_(4)和CO含量升高,150℃热箱趋势基本与130℃热箱一致,仅CO含量变化较小;短路实验中,C_(2)H_(6)、C_(3)H_(6)和CH_(4)含量升高。 展开更多

关键词 磷酸铁锂(lifepo_(4)) 气相色谱(GC) 失控 产气 安全

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添加剂PhIS对LiFePO_(4)锂离子电池性能的影响 被引量：1

13

作者 曹哥尽 范伟贞 《电池》 CAS 北大核心 2023年第2期151-154,共4页

为提高石墨/磷酸铁锂(LiFePO_(4))锂离子电池的性能,研究2-苯基-1H-咪唑-1-磺酸酯(PhIS)作为电解液添加剂对石墨/LiFePO_(4)软包装锂离子电池性能的影响。PhIS对LiFePO_(4)锂离子电池的高温存储、低温放电、不同温度循环及阻抗等均有改... 为提高石墨/磷酸铁锂(LiFePO_(4))锂离子电池的性能,研究2-苯基-1H-咪唑-1-磺酸酯(PhIS)作为电解液添加剂对石墨/LiFePO_(4)软包装锂离子电池性能的影响。PhIS对LiFePO_(4)锂离子电池的高温存储、低温放电、不同温度循环及阻抗等均有改善效果。PhIS添加量为1.0%(质量分数)的电池以0.2 C充电、0.5 C放电,在-10℃低温下于2.00~3.65 V循环200次的容量保持率为88.1%;60℃高温存储60 d,直流阻抗(DCR)增长率与未添加PhIS的对照组相比降低13.0%。 展开更多

关键词 磷酸铁锂(lifepo_(4))锂离子电池 添加剂 2-苯基-1H-咪唑-1-磺酸酯(PhIS) 循环性能 阻抗

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液-固相法合成LiMn_(0.6)Fe_(0.4)PO_(4)的性能 被引量：4

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作者 李亨利 徐荣益 +1 位作者 王昭沛 李意能 《电池》 CAS 北大核心 2024年第2期205-208,共4页

磷酸锰锂(LiMnPO_(4))材料的电导率低且充放电过程易发生Jahn-Teller效应,导致电化学性能不理想。通过液-固相法合成磷酸锰铁锂(LiMn_(0.6)Fe_(0.4)PO_(4))正极材料,并对晶体结构、放电曲线特性、循环性能等进行分析。Fe均匀地掺入Mn位... 磷酸锰锂(LiMnPO_(4))材料的电导率低且充放电过程易发生Jahn-Teller效应,导致电化学性能不理想。通过液-固相法合成磷酸锰铁锂(LiMn_(0.6)Fe_(0.4)PO_(4))正极材料,并对晶体结构、放电曲线特性、循环性能等进行分析。Fe均匀地掺入Mn位形成固溶体,样品的常温电化学性能得到改善。在2.0~4.3 V循环,0.1 C倍率下的放电比容量为156.5 mAh/g;以1.0 C倍率循环2000次,容量保持率超过80%。容量衰减主要源于循环过程中正极材料颗粒产生裂纹及颗粒粉化。 展开更多

关键词 锂离子电池 正极材料 磷酸锰铁锂(LiMn_(0.6)Fe_(0.4)PO_(4)) 容量衰减 掺杂 液-固相法 固溶体

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电力储能用磷酸锰铁锂锂离子电池的性能 被引量：1

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作者 郑建明 《电池》 北大核心 2025年第1期92-98,共7页

磷酸锰铁锂(LiMn_(x)Fe_(1-x)PO_(4))相比磷酸铁锂(LiFePO_(4)),具有更高的电压平台和能量密度,但在储能应用场景的研究还不够充分。研究LiMn_(x)Fe_(1-x)PO_(4)(x=0.4、0.5和0.6)与LiFePO_(4)正极材料在电力储能应用场景下的性能差异... 磷酸锰铁锂(LiMn_(x)Fe_(1-x)PO_(4))相比磷酸铁锂(LiFePO_(4)),具有更高的电压平台和能量密度,但在储能应用场景的研究还不够充分。研究LiMn_(x)Fe_(1-x)PO_(4)(x=0.4、0.5和0.6)与LiFePO_(4)正极材料在电力储能应用场景下的性能差异。随着Mn比例的增加,LiMn_(x)Fe_(1-x)PO_(4)电池的内阻增大,倍率充电性能降低,放电容量降低。在0.50 P恒功率模式下,相比LiFePO_(4)(2.50~3.65 V),LiMn0.4Fe0.6PO_(4)(2.50~4.30 V)的容量损失可达到17.8%。x=0.4、0.5和0.6时,LiMn_(x)Fe_(1-x)PO_(4)的能量效率分别为95.3%、95.1%和94.8%,低于LiFePO_(4)的96.2%。在45℃、1.00 P的条件下,经过950次循环后,LiMn_(0.6)Fe_(0.4)PO_(4)电池容量保持率较LiFePO_(4)降低约1.7个百分点。电池拆解分析表明,Fe/Mn元素溶解沉积到石墨负极,加速活性Li+的消耗。 展开更多

关键词 锂离子电池 正极材料 磷酸锰铁锂(LiMn_(x)Fe_(1-x)PO_(4)) 锰铁比 储能电池 电力储能 恒功率

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反萤石型铁基富锂补锂剂对退役磷酸铁锂动力电池的直接修复研究

16

作者 蒋鹏飞 张明俊 +1 位作者 王立帆 詹纯 《稀有金属与硬质合金》 北大核心 2025年第4期148-156,共9页

随着新能源汽车产业的快速发展,动力电池规模化退役带来的资源与环境问题日益严峻,开发绿色高效的电池再生技术已成为行业的迫切需求。本研究通过在退役磷酸铁锂粉末中引入反萤石型铁基富锂补锂剂Li_(5)FeO_(4)(LFO),实现了电化学原位... 随着新能源汽车产业的快速发展,动力电池规模化退役带来的资源与环境问题日益严峻,开发绿色高效的电池再生技术已成为行业的迫切需求。本研究通过在退役磷酸铁锂粉末中引入反萤石型铁基富锂补锂剂Li_(5)FeO_(4)(LFO),实现了电化学原位直接修复。实验结果表明,在半电池体系下,LFO对健康状态(SOH)为90%、80%和70%的LiFePO_(4)正极材料均可展现出优异的补锂效果,其电池充电比容量分别提升了63.2 mA·h/g、48.0 mA·h/g和26.2 mA·h/g。并且,LFO补锂效应仅发生在首圈循环阶段,其分解产物具有较高的电化学稳定性,这确保了修复后电池具有优良的循环性能。此外,全电池测试进一步验证了LFO的补锂能力。添加LFO的LiFePO_(4)全电池放电比容量分别达到了141.0 mA·h/g(SOH 90%)、140.6 mA·h/g(SOH 80%)和141.1 mA·h/g(SOH 70%),与SOH为100%的LiFePO_(4)全电池放电比容量相当。这些结果充分证实了LFO对不同SOH的LiFePO_(4)正极材料均具有显著的补锂效果,为退役动力电池的高效回收提供了新的技术路径。 展开更多

关键词 退役磷酸铁锂电池 直接修复技术 反萤石型铁基富锂补锂剂 Li_(5)FeO_(4) 电化学性能

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Fe^(2+)-PO_(4)^(2-)混合溶液体系再生电池级FePO_(4)工艺研究 被引量：1

17

作者 张祥 方秀利 +1 位作者 朱玲玲 杜进桥 《电源技术》 CAS 北大核心 2022年第9期958-961,共4页

为了缓解磷酸铁锂动力电池的大规模退役而造成严重的环境污染和资源浪费等问题,对其所含有价元素Fe、P、Li进行回收利用逐渐成为了研究热点,其中Fe、P的资源化尤为关键。以酸浸处理废旧磷酸铁锂电池正极材料所得净化液(Fe^(2+)-PO_(4)^(... 为了缓解磷酸铁锂动力电池的大规模退役而造成严重的环境污染和资源浪费等问题,对其所含有价元素Fe、P、Li进行回收利用逐渐成为了研究热点,其中Fe、P的资源化尤为关键。以酸浸处理废旧磷酸铁锂电池正极材料所得净化液(Fe^(2+)-PO_(4)^(3-)混合体系)为原料,NH_(4)H_(2)PO_(4)为磷源,H_(2)O_(2)为氧化剂,开发了单滴法湿法合成电池级FePO_(4)工艺。研究结果表明:在最佳实验条件(温度90℃、体系浓度0.6 mol/L、pH=1.8、H_(2)O_(2)过量系数1.2、H_(2)O_(2)滴加速度10 mL/min、陈化时间2 h)下湿法合成FePO_(4)前驱体,Fe的回收率高,且该FePO_(4)前驱体烧制得到的磷酸铁锂正极材料容量高,初始放电比容量可达147.6 mAh/g。 展开更多

关键词 废旧磷酸铁锂电池 单滴法 FePO_(4) 回收 正极材料

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磷酸铁锂废料中FePO_(4)·2H_(2)O提取及其杂质形成机理

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作者 黄玲 张成智 +1 位作者 谭军 李穗敏 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2023年第2期357-366,共10页

采用化学共沉淀方法从磷酸铁锂废料中提取FePO_(4)·2H_(2)O,并研究了回收过程中杂质形成的机理。在热力学计算基础上绘制了298和363 K时Fe-P-Li-H_(2)O体系的电势(φ)-pH图,结果表明当pH≤5.0时,Fe(OH)_(3)相可以自发地转成FePO_(4... 采用化学共沉淀方法从磷酸铁锂废料中提取FePO_(4)·2H_(2)O,并研究了回收过程中杂质形成的机理。在热力学计算基础上绘制了298和363 K时Fe-P-Li-H_(2)O体系的电势(φ)-pH图,结果表明当pH≤5.0时,Fe(OH)_(3)相可以自发地转成FePO_(4)·2H_(2)O相,从而得到高纯的FePO_(4)·2H_(2)O。但实验结果发现当溶液中铁、磷的物质的量之比(nFe∶nP)为1∶1,合成pH为1.5~2.2时得到的FePO_(4)·2H_(2)O中存在Fe(OH)_(3)杂质,这是因为在共沉淀过程中少量Fe^(3+)以Fe(OH)_(3)快速沉淀,而陈化时Fe(OH)_(3)相转化速率慢,因此FePO_(4)·2H_(2)O中含有Fe(OH)_(3)杂相,而在后续的煅烧过程中Fe(OH)_(3)会与FePO_(4)·2H_(2)O进一步反应生成Fe_(3)PO_(7)。FePO_(4)·2H_(2)O中Fe(OH)_(3)的含量随合成的pH值和温度升高而快速增加。而nFe∶nP=1∶2时,溶液中部分H_(3)PO_(4)与NaOH反应生成NaH_(2)PO_(4),煅烧时NaH_(2)PO_(4)与FePO_(4)·2H_(2)O反应生成Na FeP_(2)O_(7)杂相,进一步降低磷酸铁的纯度。当溶液中nFe∶nP=1∶1,共沉淀温度为333 K,反应终点pH值为1.5时,可以制备出纯度为99.97%的FePO_(4)·2H_(2)O。用此FePO_(4)·2H_(2)O合成的LiFePO_(4)正极材料,其放电比容量为154.1 mAh·g^(-1),以0.2C(1C=180 mA·g^(-1))充放电循环100周后容量保持率为96.79%,具有优异的电化学性能,可用于制备磷酸铁锂电池。 展开更多

关键词 锂离子电池 废旧磷酸铁锂电池 共沉淀 lifepo_(4) 回收

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基于温度和SOC的退役电池电化学阻抗特性 被引量：6

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作者 李雄 李英豪 +1 位作者 李晨阳 金阳 《电池》 CAS 北大核心 2021年第2期126-130,共5页

以退役的电动汽车用磷酸铁锂(LiFePO_(4))正极锂离子电池为研究对象,分别在0℃、25℃、40℃和50℃下测得不同充放电荷电状态(SOC)的阻抗谱数据,基于锂离子电池内部电化学过程反应机理,建立退役磷酸铁锂电池的电化学阻抗模型LR[(RW)Q],并... 以退役的电动汽车用磷酸铁锂(LiFePO_(4))正极锂离子电池为研究对象,分别在0℃、25℃、40℃和50℃下测得不同充放电荷电状态(SOC)的阻抗谱数据,基于锂离子电池内部电化学过程反应机理,建立退役磷酸铁锂电池的电化学阻抗模型LR[(RW)Q],并用ZSimDemo软件进行参数辨识。此模型在不同温度和SOC下都有较高的实测数据辨识精度,误差在0.01%以内,能较好地解析电池内部的动态传质过程。分析发现:退役电池的欧姆内阻、电荷传递阻抗与SOC的变化无关;欧姆内阻在0℃时较高,约为1.46 mΩ,电荷传递阻抗和扩散阻抗都与温度近似成反比关系;在40℃和50℃时,欧姆内阻、电荷传递阻抗和扩散阻抗的差别较小;在0℃时,退役电池内部的极化作用较强,使用时应注意欠压与过压保护。 展开更多

关键词 磷酸铁锂(lifepo_(4)) 锂离子电池 退役电池 电化学阻抗模型 温度 荷电状态(SOC) 内阻

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废磷酸系刻蚀液制备电池级磷酸铁 被引量：3

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作者 贾婧 王秋帏 +2 位作者 王小赫 胡馨尹 吴旭 《化工环保》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期484-491,共8页

以废磷酸系刻蚀液为原料、铁粉为铁源、H_(2)O_(2)为氧化剂,采用氧化沉淀法一步合成结晶态FePO4。考察了铁磷摩尔比、反应温度、H_(2)O_(2)投加量、pH、煅烧温度对FePO4制备的影响,利用XRD、SEM等手段表征了FePO4的形貌和晶体结构。实... 以废磷酸系刻蚀液为原料、铁粉为铁源、H_(2)O_(2)为氧化剂,采用氧化沉淀法一步合成结晶态FePO4。考察了铁磷摩尔比、反应温度、H_(2)O_(2)投加量、pH、煅烧温度对FePO4制备的影响,利用XRD、SEM等手段表征了FePO4的形貌和晶体结构。实验结果表明,在铁磷摩尔比1.000、反应温度90℃、n(H_(2)O_(2))∶n(H3PO4)1.05、pH 2.2~2.4、煅烧温度600℃的最佳工艺条件下,废刻蚀液中PO43-、NO3-、醋酸的去除率分别为87.70%、87.42%和90.25%,FePO4的产品转化率为77.99%,所制备的FePO4晶体结构规则,结晶度高,粒径为2.0~6.0μm,铁、磷质量分数和杂质元素含量等指标均能满足《电池用磷酸铁》(HG/T 4701—2021)的要求。 展开更多

关键词 磷酸铁 磷酸系刻蚀液 锂离子电池 沉淀

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