近日，中國科學(xué)院金屬研究所研究員王曉輝課題組與南京航空航天大學(xué)教授朱孔軍合作，采用微波水熱合成法在純水的合成環(huán)境中高效制備出納米磷酸鐵鋰（LiFePO4），其具有優(yōu)異的電化學(xué)性能。相關(guān)結(jié)果近日發(fā)表在《綠色化學(xué)》上。
科研人員在深入理解LiFePO4形核生長機制的基礎(chǔ)上，通過減小形核窗口時間來增大形核速率，制備出迄今為止產(chǎn)率最高（1.3 mol/L）的LiFePO4。在3C倍率下充/放電循環(huán)1000次后，仍能保持初始容量的88%，可滿足大規(guī)模儲能需求。同時，科研人員利用沉淀劑將濾液中最有價值的LiOH回收再利用，鋰源的有效利用率超過了90%，大幅度降低了生產(chǎn)成本。
鋰離子電池作為電池技術(shù)發(fā)展的首 選，正極材料是決定電池性能的關(guān)鍵部件之一。LiFePO4作為正極性材料具有顯著的競爭優(yōu)勢，2017年LiFePO4電池實現(xiàn)裝機16.33吉瓦/時，占比48.68%，位居各類鋰電池首位。此前報道的制備納米LiFePO4多采用溶劑熱法，產(chǎn)物具有良好的電化學(xué)性能，但該法的產(chǎn)率低、成本過高，無法實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。與溶劑熱法相比，水熱法制備LiFePO4成本較低，但是產(chǎn)物電化學(xué)性能差。而且，兩種制備方法鋰源的有效利用均不超過三分之一。
王曉輝表示，此次金屬研究所率先實現(xiàn)高性能納米LiFePO4在純水的合成環(huán)境中的綠色高效合成，將有力推動其規(guī)模化生產(chǎn)。
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