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)點吸引了廣泛的關注，已經成為動力電池生產中主要正極材料之一，經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。如何實現(xiàn)低成本大規(guī)模制備碳包覆納米LiFePO4成為各國科學家研究的焦點。最近，由中聚電池研究院、南京工業(yè)大學和上海交通大學聯(lián)合開發(fā)的微化工技術應用于碳包覆納米磷酸鐵鋰制備，在受限空間噴射流反應器中以廉價原料合成了高品質碳包覆納米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）進行快速充放電時（無浮充），其比容量分別高達147mA·h/g 和126mA·h/g，循環(huán)100 周后衰退率分別為1.7%和4.7%。該技術成果表明微化工技術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）應用的動力型鋰電池生產中具有良好的前景。相關研究結果發(fā)表在英國皇家化學會《化學通訊》（Chem. Commun.，2013，49：5396-5398）期刊上。