解析锂离子正极材料的现在和未来-第3页-北极星储能网

投稿

我要投稿

2.LiFeSO4F(LFSF)

另外一种聚阴离子盐材料LFSF，其具有3.6V平台和相对较高的理论比容量(151mAh/g) ，而且LiFeSO4F具有更好的离子/电子导电性，因此它基本不需要碳涂层或纳米化颗粒。电化学如下图6所示。

图6

转化正极材料

转化电极在锂化/脱锂期间经历固态氧化还原反应，其结晶结构会发生变化，伴随着断裂和重组的化学键。转化电极材料的完全可逆电化学反应通常如下：

图6

A型的正极中式(1)包括含有高价(2价或更高)的金属离子，可以得到具有较高的理论容量的金属卤化物。

B型正极包括S, Se, Te, I.其中S因它的高理论比容量(1675mAh/g)，成本低以及在地壳的丰富储量目前已经被大家大量研究。

图7

图b显示出了完整的S转化反应，其涉及可溶于有机电解质中间体多硫化物的中间步骤。

图c给出了转换型正极的典型放电曲线。BIF3和CUF2表现出高电压平台，相比较而言S和Se也显示非常平坦和长电压平台，表示两个固相之间的反应具有良好的动力学特征。

氟和氯化合物

由于偏中等电压平台和较高的理论比容量，金属氟化物(MF)和氯化物(MCI)近来也已经被积极地研究。然而MF和MCL通常有比较大的电压滞后，体积膨胀，副反应，和活性材料的溶解(如下表2)。大多数MF包括FEF3和FEF2，由于其金属卤键的高度离子特性所引起的带隙大而带来的较差的电子传导性，但他们的开放式结构可以保证良好的离子导电性。

表2

硫和硫化锂

硫具有1675mAh/g的理论容量，同时还具有成本和储量丰富的优势。然而缺点是S为主的正极低电势，低电导率，中间体反应产物(多硫化物)在电解质的溶解，和(在纯S的情况下)非常低气化温度真空下干燥电极引发S的损失。加上硫充放电过程中大约80%的体积变化，这可能会破坏碳复合材料和电极的电接触。

为了减轻溶解和体积膨胀的影响，可以将S包覆在具有过量内部空隙空间的中空结构中。使用聚乙烯吡咯烷酮聚合物，碳和TiO2 渗透和化学沉淀浸渍硫。

当在薄电极构造的半电池中测试时，这些复合材料显示出有时接近1000个循环的循环寿命。为了避免膨胀，防止干燥过程S蒸发，电极可以制成碳包覆Li2S的形式，这是因为Li2S具有更高的熔点，这种电池在循环400周后依然保持良好的结构稳定性没有变化。

电解液的修饰改性也是改善多硫化物溶解的一个方法。LINO3和P2S5添加剂用于在Li金属的表面形成良好的SEI，以防止还原和多硫化物的沉淀。使用固态电解质是最好的办法，也可以防止多硫化物的溶解，同时也避免了锂枝晶短路，增强电池的安全性。

以上这些比较新的材料肯定还有很长的产业化道路要走，任重而道远。个人看法是目前很多新型材料对现实生产的指导意义不大，但历史的车轮滚滚向前，总有一天会实现甚至超越既定目标。

参考文献：

1.《Li-ion battery materials: present and future》

2.《Mn(II)deposition on anodes and its effects on capacity fade in spinel lithium manganate–carbon systems 》

分时租赁模式有可能终结私家车时代市场规模高达万亿元级

锂离子电池查看更多>锂离子电池材料查看更多>储能项目查看更多>

姓名：
性别：
出生日期：
邮箱：
所在地区：
行业类别：
工作经验：
学历：
公司名称：
任职岗位：

解析锂离子正极材料的现在和未来

分时租赁模式有可能终结私家车时代 市场规模高达万亿元级

登录注册

绑定账号

想要获取更精准资讯推荐？建议您完善以下信息~

订阅成功

分时租赁模式有可能终结私家车时代市场规模高达万亿元级

想要获取更精准资讯推荐？建议您
完善以下信息~