磷酸铁锂纳米电极材料改性研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着低碳经济技术、清洁能源技术等新技术的推广与应用，gdp的增加将不完全与碳排放成比例， 同时为进一步实现中国减排目标提供有力支撑 。

磷酸铁锂电池适合大电流放电场合，重复寿命长，安全可靠，制造成本低，最适合电动汽车，是锂电池（磷酸铁锂电池也是锂电池的一种）研究的大热门；但是它的存电密度比锂聚合物电池稍微低一些，电压也低一些，所以还不能完全取代现在的锂聚电池。

因为电动汽车和电动摩托车上的磷酸铁锂电池的研究和试用越来越多，电极材料很紧缺，成品电池价格一直没有大幅度的下降。

2. 国内外研究现状分析

磷酸铁锂电极材料主要用于各种锂离子电池。

自1996年日本的ntt首次揭露aympo4(a为碱金属，m为cofe两者之组合：lifecopo4)的橄榄石结构的锂电池正极材料之后， 1997年美国德克萨斯州立大学john. b. goodenough等研究群，也接着报导了lifepo4的可逆性地迁入脱出锂的特性，美国与日本不约而同地发表橄榄石结构(limpo4), 使得该材料受到了极大的重视，并引起广泛的研究和迅速的发展。

与传统的锂离子二次电池正极材料，尖晶石结构的limn2o4和层状结构的licoo2相比，limpo4 的原物料来源更广泛、价格更低廉且无环境污染。

3. 研究的基本内容与计划

纳米磷酸铁锂的合成，主要运用溶胶凝胶法在不同条件下制备不同尺寸的纳米粒子，研究制备条件与粒子大小之间的关系。

即以可溶性盐为原料，将其分散在溶剂中，通过水解和缩聚反应形成透明溶胶，调节ph并加热形成凝胶，经过干燥和热处理制备出粉体。

典型流程为首先将络合剂溶解于水中，在搅拌下加入三价铁的醋酸盐或硝酸盐，再加入锂盐（lioh）和磷酸盐（nh4h2po4），搅拌混合均匀，用氨水调节ph值，水浴中60~80℃下蒸发溶剂。

4. 研究创新点

解决电导率低的问题可通过c包覆、离子掺杂的方法解决。

磷酸铁锂本身是不良导体，电导率低直接影响到大功率充放电限制了大功率锂离子电池的使用范围，尤其是用于电动汽车，未解决这个问题当前普遍采用的办法是在磷酸铁锂表面包覆c以提高其电导性能，同时研究表明通过包c还可以提升磷酸铁锂的低温性能。

另外一个可行的办法是通过离子掺杂使磷酸铁锂晶格中出现自由电子或空穴从而提升电导性能。