正极材料的发展过程

第六届全国先进电池失效分析与测试技术研讨会 LiMPO4(M=Fe, Mn)正极材料的发展过程 何向明 清华大学核研院 新型能源与材料化学研究室 2024年8月8-9日江苏溧阳万豪酒店 磷酸铁锂 LiMPO4(M=Fe, Mn, Co, Ni)正极材料的发展过程 InterdisciplinaryMaterials,2,443-458,(2023).Batteries &Supercaps, e202200510, (2023).Automotive Innovation, 15, 100216 (2023).Chemical Engineering Journal, 454, 139986, (2023).Small, doi:10.1002/smll.202309629 (2023).Advanced Functional Materials, 202310057, (2023).eScience, 2, 125-137, (2022).Nano Energy, 104, 107895, (2022).Industrial & Engineering Chemistry Research, 56,10648-10657, (2017).ElectrochimicaActa, 241, 132-140, (2017).Journal of Power Sources, 253, 143-149, (2014).ElectrochimicaActa, 134, 13-17, (2014).Journal of Power Sources, 244, 94-100, (2013).ElectrochimicaActa, 112, 144-148, (2013).Nano Letters, 12, 5632-5636, (2012).Journal of Materials Chemistry, 21, 5604-5609, (2011).Journal of Power Sources,158, 543-549, (2006). 自强不息厚德载物 早期的认识 磷酸铁锂 Chen et al. J.Cryst. Growth, 2005 Nishimura et al., Nat. Mat. 2008---High temperature Neutron diffraction + MEM 自强不息厚德载物 早期的认识 磷酸铁锂 Relaxation at SOC=0.5 byspinodal decomposition. 自强不息厚德载物 磷酸铁锂 早期的认识 磷酸铁锂 Delmas et al.Nat. Mater. 2008 J. Mater.Chem.2011, 21, 5604 磷酸铁锂在热力学上，180℃可以形成晶体。 自强不息厚德载物 早期的认识 磷酸铁锂 ✓晶面调控✓晶体取向对性能影响显著 自强不息厚德载物 磷酸铁锂 Nano Lett. 2012, 12, 5632 磷酸铁锂ac面取向，可以大幅度提升动力学性能。 自强不息厚德载物 开发连续式溶剂热反应装置用于制备取向纳米LiFePO4 中国专利：ZL201210555361.3美国专利：US9017873B2 Confidential内部资料 规模化尝试 磷酸锰铁锂 通过晶面调控抑制锰溶解 从ac和bc晶面溶解Mn离子所需的能量 从ac面溶解Mn离子所需能量高于从bc面；放电态的Mn离子溶解所需能量高于充电态；从ac面充电态也高于放电态从bc面的能量；晶面控制是提升LiMnPO4循环性能的重要手段。 磷酸锰铁锂具有较好的倍率性能，全电池（4.35V）0.2C放电克容量可超过145mAh/g。 Chemical Engineering JournalVolume 45415 February 2023, 139986 ac面磷酸锰铁锂可以缓解锰溶解，提升循环性能。 规模化尝试 磷酸锰铁锂 磷酸锰铁锂：LiFe0.3Mn0.7PO4/C 自强不息厚德载物 如何提升LiMnFePO4的性能 磷酸锰铁锂 磷酸锰铁锂改性可以提升倍率性能。 自强不息厚德载物 如何提升LiMnFePO4的性能 磷酸锰铁锂 磷酸锰铁锂改性可以提升相变可逆性。 自强不息厚德载物 磷酸锰铁锂 磷酸锰铁锂改性可以缓解循环电压衰减，提升循环性能。 自强不息厚德载物 如何提升LiMnFePO4的性能 磷酸锰铁锂 衰减过程的相变特征 自强不息厚德载物 如何提升LiMnFePO4的性能 磷酸锰铁锂 衰减过程的相变特征 电极片的情况 控制充放电过程中LiMnPO4的相变行为，可以提升其性能。 自强不息厚德载物 深入理解材料充放电过程相变 磷酸锰铁锂 the number of publications related to LMFP and itsdelithiation/lithiation mechanism (searched fromWeb of Science, accessed July 2023). 自强不息厚德载物 磷酸锰铁锂 自强不息厚德载物 Acknowledgement Collaborators and Contributors 自强不息厚德载物 清华大学核研院锂离子电池实验室 谢谢！ 联系人：何向明电话：13701010570邮箱：hexm@tsinghua.du.cn地址：北京市海淀区清华大学能科楼A317室