锂电池正极材料LiFePO4的结构特点分析
来源：宝鄂实业
2020-04-14 19:22
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锂电池正极材料LiFePO4的结构特点
近年来，锂离子电池碳正极材料的性能不断提高，电解液的研究也取得了很大的进展，而正极材料的发展相对缓慢，制约了锂离子电池整体性能的提高。因此，高性能负极材料的研究与开发成为当前锂离子电池发展的关键环节。摘要锂离子电池正极材料以其优异的电化学性能、良好的环境友好性和广泛的原料来源成为研究热点。与LiCoO2、LiNO2、LiMn2O4相比，LiFePO4阳极材料具有较高的比容量(170mAh/g)，稳定的工作电压(3.5v)，良好的热化学稳定性，突出的安全性能。是一种很有前途的绿色环保材料。
Olivine LiFePO4属于正形系统的Pnmb空间点群，其结构如图1所示。
图1 LiFePO4晶体结构示意图
在LiFePO4的晶体结构中，O呈略微扭曲的六角形紧密排列。Li和Fe分别占据八面体的4a和4c位置，形成FeO6八面体和LiO6八面体。P占据了四面体的4c位，形成了PO4四面体。在BC平面上交替层FeO6。在FeO6层之间，相邻的LiO6八面体通过共边上的两个O连接成b方向的链。每个PO4四面体与FeO6八面体在边缘上共享两个O，两个LiO6八面体在边缘上共享O。Li+在4a处形成一条具有共边的连续线性链，并与C轴平行，使得Li+具有二维的流动性，在充放电时可以自由脱开。此外，p-o共价键形成离域三维化学键，使LiFePO4具有良好的热力学和动力学稳定性。
