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王力臻教授:超高压技术在LiFePO4材料制备中的应用(报告)
2022年12月23日 发布 分类:行业要闻 点击量:329
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磷酸亚铁锂(LiFePO4)材料因其来源广泛,无环境污染,安全性好,循环性能较好等优点已广泛做为动力电池正极材料之一,主要应用在新能源客车及乘用车上。但磷酸亚铁锂材料仍存在振实密度小,电导率低等不足,若不改善这些问题,对其未来的发展势必会造成影响。

LiFePO4充放电示意图

LiFePO4充放电示意图

目前,LiFePO4的生产通常是将原材料混合制备前驱体后,再二次加工制成LiFePO4正极材料。其不同的生产工艺差别主要在前驱体的合成方法、LiFePO4正极的合成步骤、锂源和碳源加入的顺序、原材料的选择。若能进一步改良工艺,不仅能提升LiFePO4材料性能,而且还能简化生产流程,提高生产效率,降低能耗。

熟悉材料合成的朋友或许都清楚,对材料进行超高压处理,当压力达到一定大小时,可导致晶型转变。来自郑州轻工业大学的王力臻教授认为,这对于LiFePO4材料的改性具有重要的参考价值,于是他开始利用超高压技术处理LiFePO4材料及其前驱体材料,确如他所想对LiFePO4材料的性能产生了积极影响。

首先他利用真空高压处理技术对LiFePO4材料进行优化处理,成果可总结为以下三点:

(1)高压处理不改变LiFePO4的结晶结构,但材料粒度均一性增加,能够有效提高材料的振实密度,有利于材料容量的提高。

(2)当压力大小相同时,施压时间对材料性能影响明显,随着施压时间延长,电量效率下降。

(3)适当的高压处理有利于材料循环稳定性及高倍率循环性能的提高。当压力为500MPa真空保压15min时,样品具有最佳电化学性能。

接着他采用溶胶凝胶微波法、溶胶凝胶-高温固相法合成LiFePO4/C材料,发现:

(1)适当的高压预处理工艺未改变LiFePO4/C材料的晶型结构,但有利于提高合成的目标材料结晶度,材料形貌规则、粒度均一度高。

(2)高压预处理可以改善材料的充放电平台、提高比容量。循环性能良好且倍率性能有所改善。

LiFePO4/C材料的SEM图

LiFePO4/C材料的SEM图,经过高压处理的样品B的粒径分布相对均匀,平均粒径较小

总之,通过高压处理LiFePO4材料及其前驱体材料,思路不仅崭新且有用。若各位想进一步了解该项研究成果中高压处理时间、压力大小的控制等细节,欢迎来到即将在12月25-27日在广东珠海举办的“2022年全国新能源粉体材料暨增效辅材创新发展论坛(第二届)”,听听王力臻教授本人的报告分享——《超高压技术在LiFePO4材料制备中的应用》。

关于报告人


王力臻,男,汉族,中共党员,河南省南阳人,教授。1990年起在郑州轻工业大学工作,主要从事化学电源及新能源材料的研究与新能源材料与器件(原电化学工程)专业教学工作,并负责中国电池工业协会职业技术培训工作。现为全国原电池标准化委员会副主任委员、中国电池工业协会常务理事、《电池》与《电池工业》杂志编委、科技部重大科技专项专家库会评专家,国家自然科学基金委函审专家、河南省高效能量转换与高能电池创新团队第一学术带头人。

获得河南省教育厅学术技术带头人、十二五轻工科技创新先进个人、首批全国电池行业科技专家、全国轻工系统职教先进个人、郑州市“三育人”先进个人、校教学名师、校就业先进个人等荣誉称号。先后主持完成国家国家自然基金面上项目、省重点科技攻关、横向合作等项目21项;获授权发明专利12项;出版学术专著、科普读物等3部,编著国内首部学术专著《化学电源设计》;发表学术论文150多篇;获省部级科技进步二等奖3项、三等奖3项。


珠海新能源论坛会务组

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