锂离子电池正极材料磷酸锰锂研究进展

发布时间：2018-01-27 02:42

  本文关键词： LiMnPO Jahn-Teller效应 热稳定性 形貌 表面改性 掺杂改性　出处：《化学学报》2014年05期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：LiMnPO4具有环境友好、价格低廉及能量密度高(~700 Wh·kg-1)等优点,同时高强度的P—O共价键组成的PO4四面体构成了LiMnPO4稳定的骨架,使得LiMnPO4具有稳定的晶体结构,保证了LiMnPO4正极材料的安全性.因此LiMnPO4被认为是具发展潜质的下一代候选正极材料之一,并有望应用到电动车(EV)领域.本文系统地介绍了LiMnPO4的结构与性能的关系以及导电机制,并比较了LiMnPO4和LiFePO4动力学行为的异同;同时阐述了近年来关于LiMnPO4一些富有争议性的问题,如LiMnPO4中是否存在Jahn-Teller效应及LiMnPO4的热稳定性等.此外,LiMnPO4改性措施比如形貌控制、表面改性和掺杂也会在文中得到详细评述.
[Abstract]:LiMnPO4 has the advantages of friendly environment, low price and high energy density (700Wh 路kg-1). At the same time, the PO4 tetrahedron with high strength P-O covalent bond forms the stable skeleton of LiMnPO4, which makes LiMnPO4 have stable crystal structure. It ensures the safety of LiMnPO4 cathode materials, so LiMnPO4 is considered to be one of the next generation candidate cathode materials with potential for development. It is expected to be applied to electric vehicle (EV) field. This paper systematically introduces the relationship between structure and performance of LiMnPO4 and its conductive mechanism. The dynamic behaviors of LiMnPO4 and LiFePO4 were compared. At the same time, some controversial issues about LiMnPO4 in recent years are expounded. Such as the existence of Jahn-Teller effect in LiMnPO4 and the thermal stability of LiMnPO4. In addition, LiMnPO4 modification measures such as morphology control. Surface modification and doping will also be reviewed in detail.
【作者单位】： 四川师范大学化学与材料科学学院;
【基金】：四川师范大学研究生优秀学位论文培育基金(No.XYZ2013-14-38)资助~~
【分类号】：TM912
【正文快照】： 1引言料的优劣应该从如下几个方面评估:能量密度、倍率性能、循环寿命、安全性和经济性.锂离子电池(LIB)混合电动车(HEV)或纯电动车以晶体结构划分,现已被广泛研究的正极材料主要(EV)等新能源汽车被认为是缓解液态燃料紧缺、消除城可分为三类:以LiCoO2为代表的层状结构正极材

【参考文献】

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【共引文献】

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10 聂平;申来法;陈琳;苏晓飞;张校刚;李洪森;;溶胶-凝胶法制备多孔LiMnPO_4/MWCNT复合材料及其电化学性能[J];物理化学学报;2011年09期

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本文编号：1467337