锂离子电池正极材料研究取得进展

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中国证券报(记者郭小萍)记者24日从中国科学院网站获悉，中国科学院金属研究所沈阳国家(联合)材料科学实验室高性能陶瓷材料研究部王小慧课题组，通过创造极度缺水的酸性合成环境，在世界上首次制备了厚度为12 nm的[100]取向磷酸铁锂超薄纳米片。这项工作为今后进一步提高锂离子电池倍率性能提供了新的方法和前景。

电压滞后实验结果表明，该材料制成的电极具有迄今为止最小的电压间隙，恒电位间隙滴定测试结果表明该电极具有较高的活化率和转化率。这些结果表明，由[100]取向的磷酸铁锂超薄纳米片制成的电极具有高比例的活化粒子。因此，该电极具有优异的倍率性能和循环寿命。在10°c(60分钟/10 = 6分钟)的充放电速率下，经过1000次循环后，它可以保持90%的初始容量。在20℃的充放电速率下，容量仍可达到理论容量的72%。这项工作为今后进一步提高锂离子电池的倍率性能提供了新的方法和前景，即不仅可以通过减小[010]方向的尺寸来缩短锂离子的扩散距离，还可以通过调节[100]方向的尺寸来提高活化粒子的比例来提高锂离子电池的倍率性能。

锂离子电池是当今社会移动电子设备必不可少的电源，由正极、负极、隔膜、电解液等组成。其关键性能指标(如倍率性能和循环寿命)由正极材料的电化学性能决定。磷酸铁锂被认为是一种阴极材料。为了提高其电化学性能，人们一直致力于缩短锂离子的扩散距离，即在[010]方向减小尺寸。最近的研究表明，电极由大量颗粒组成，其电化学性能主要取决于在充放电过程中参与电化学反应的颗粒(活化颗粒)占颗粒总数的比例。因此，如何获得高活性粒子比例的磷酸铁锂是阴极材料研究中的一个关键问题。