LiFePO4 的制备及改性工艺的研究进展

张锐，梁精龙，李慧

（华北理工大学冶金与能源学院 现代冶金技术教育部重点实验室，河北 唐山 063009）

近年来，锂离子电池的热度居高不下，特别是在2019 年凭借对锂电池领域做出卓越贡献的约翰·越贡古迪纳（John B. Goodenough）、斯坦利·惠廷汉（M. Stanley Whittingham）和吉野彰（Akira Yoshino）摘得了诺贝尔化学奖，使锂离子电池获得了前所未有的关注度。磷酸铁锂正极材料的成本较低，安全性相对其他材料高一些，同时晶体结构很稳定、工作电压也很平稳，而且用于合成的元素储量丰富，是环境友好型材料[1]。由于其具有这些优势，在电动汽车[2]和船舶[3]、通信基站[4]等领域得到了广泛应用。就电动汽车领域而言，根据工信部数据，2020 年的第一至第四批推荐乘用车的新发布车型中搭载磷酸铁锂的车型占比分别为65%，67.65%，56.41%和71.43%。因此，对磷酸铁锂的研究具有非常重大的意义。

1 LiFePO4 制备

常见的磷酸铁锂制备方法有高温固相法，碳热还原法，水热法，溶胶凝胶法，微波法，共沉淀法，熔盐浸渍法等。

1.1 高温固相法

高温固相合成，是指在高温条件下，各种固体通过它们之间的界面接触，然后反应，进而成核，在晶体生长、反应的过程中，生成复合含氧化合物，含氧酸盐类、二元或者多元化合物的方法。高温固相法是目前发展最成熟的、应用最广泛的方法[5]。

Yuhan Sun 等[6]用Fe-P 废渣（记为Fe1.5P）作为铁源和磷源。实验过程的化学方程如下：

由上式可知，该过程是一个碳循环过程，减少了CO2和CO 的排放。

用Fe1.5P 粉末在800℃煅烧10 h 得到的Fe3(PO4)2合成的LiFePO4/C，0.1 C 倍率下的比容量为145 mAh/g，同时具有良好的可逆性能以及较低的偏振度，库仑效率达95%。……