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锂电池电极材料一直是最近几十年的热门能源材料。锂电池由于其循环可利用、能量密度高的优势,目前已取得广泛的商业化生产和应用,小到电子器件、电动自行车,大到电动汽车、能源(风能、地热能等)存储。锂离子电池由正极、负极和电解液构成,目前的负极材料已具有很高的容量、倍率和稳定性,电解液的窗口电压和离子传导能力也能满足大部分电极材料,但是正极材料的倍率性能、容量和稳定性却还远跟不上。因此,开发新型正极材料一直是一个重要研究方向。
在正极材料中,磷酸铁锂材料橄榄石型(oliven-LiFePO4)具有一维锂离子迁移通道,由于其结构稳定、价格便宜而成为研究的热点,已经广泛应用在电动汽车动力电池上。除橄榄石型之外,β相磷酸铁锂(β-LiFePO4)是另一种结构不同的磷酸铁锂材料,这种材料理论能量密度比橄榄石相更高。但是,纯的β磷酸铁锂材料被证明是没有活性的。纯相β-LiFePO4中锂离子和周围氧原子是以四面体配位的形式存在,不同锂离子被相互隔离开来,橄榄石相中的锂离子一维扩散通道不复存在,反而是铁原子占据了原有的一维锂离子通道,导致没有有效的锂离子迁移通道存在,因此不能充放电,没有锂电池电极材料的活性。如果在β-LiFePO4中能够引入新的锂离子扩散通道,实现高的电化学性能有望成为现实。
近日,新材料学院潘锋教授团队在此领域取得重大突破。他们应用球磨技术第一次实现了β磷酸铁锂的激活。用球磨β-LiFePO4样品作正极材料组装的锂电池实现了130mA g-1的容量和1000次以上循环的稳定充放电。通过进一步的实验和第一性原理计算,他们提出并验证了缺陷激活机制。球磨过程引入了Li/Fe反位(FeLi)和Fe空位(VFe),使得原本没有通道的纯相β-LiFePO4产生了低能垒的三维锂离子通道,从而使得β-LiFePO4被成功激活。该成果使β-LiFePO4成为一种具有应用潜力的新型正极材料,同时相关的机理也为今后正极材料的设计提供了新思路,比如引入无序来激活被囚禁的锂离子,从而获得高电化学性能。
左图为缺陷态β-LiFePO4结构和锂离子迁移通道示意图及相应的迁移能垒
右图为不同球磨条件(例如bLFPC-8为球磨8小时)下的充放电曲线
(相关工作近日发表在国际材料著名期刊Nano Letters(DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b04302,Nature Index杂志之一,影响因子13.6)上,2013级硕士研究生郭华、宋孝河是该文章的共同第一作者, 特聘研究员郑家新博士和潘锋教授是共同通信作者。)
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北极星储能网获悉,2025年4月19日,由中国化工学会指导,中国化工学会储能工程专业委员会和中国可再生能源学会氢能专业委员会联合主办的“2025长三角(绍兴)氢能+储能产业技术交流与发展大会”在浙江省绍兴市上虞区隆重举行。大会上,一批高质量的氢能与储能项目正式签约,落户国家级杭州湾上虞经济技
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北极星储能网获悉,近日,龙蟠科技发布公告称,与楚能新能源股份有限公司(简称“楚能新能源”)的全资子公司签署了协议,自2025至2029年间合计向其销售15万吨的磷酸铁锂正极材料,合同总销售金额超50亿元。具体情况如下:5月9日晚间,龙蟠科技发布公告称,公司控股子公司常州锂源新能源科技有限公司(
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1月4日,锂源科技印尼生产基地磷酸铁锂产品成功出货,为中国铁锂厂海外最先开始量产的企业。据了解,锂源科技印尼生产基地总规划产能达12万吨,一期3万吨的年产能已建成,二期9万吨的产线建设也已蓄势待发。且公司已与LGES、BlueOval等国际顶级电池制造商锁定五年期供应协议。24年12月,常州锂源及亚太
北极星储能网获悉,5月10日,浙江嘉兴奥力弗光伏科技有限公司2GWh磷酸铁锂储能电池制造项目在黑龙江五大连池市经济开发区奠基。项目由嘉兴奥力弗光伏科技有限公司投资建设,项目总投资7.8亿元。项目建成后,可实现年产2GWh磷酸铁锂储能电池PACK及储能柜组装能力。项目达产后,预计可实现年收入9亿元,
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