振实密度低是

LiFePO4 正极材料目前存在的主要缺点之一，也是影响材料导电性的重

要因素。粉体材料的颗粒形貌、粒径及其分布直接影响材料的振实密度。依据此理论，在制备
过程中通过改善制备工艺可制备形貌较好的球形材料，进而提高振实密度，也可通过掺杂
金属离子提高材料的振实密度。

Lei M 运用碳高温还原的方法合成了碳包覆的球形 LiFePO4

正极材料，其含碳量约为

6%（wt）。由此种方法获得的球形 LiFePO4 的振实密度达

1.6g/cm3，在 0.1C 条件下，材料的首次放电容量仅为 129mAh/g。在此基础上通过金属离子
掺杂改性的方式获得的球形

Li0.97Cr0.01FePO4/C 的堆积密度达到 1.8g/cm3，且在 0.005C

条件下，材料的首次放电容量高达

163mAh/g，接近理论容量。由此可见，由规则的球形颗

粒组成的

LiFePO4 材料具有更高的堆积密度，从而有利于提高锂离子电池的能量密度。 

　　（二）碳包覆研究

 

　　在粒子表面包覆导电碳是目前改善

LiFePO4 电化学性能的重要方法之一，其中碳的作

用主要有三点：第一，有机物在高温惰性气氛的条件下分解成碳，增强粒子与粒子之间的
导电性，减少电池的极化，从表面上增加它的导电性；第二，产生的碳微粒达到纳米级粒
度，为材料提供电子隧道，同时细化产物晶粒，扩大导电面积，对锂离子的扩散有利；第
三，碳能起到还原剂的作用，避免了

Fe3+的生成。到目前为止，主要添加的含碳物质有葡

萄糖、炭黑、碳凝胶、聚丙烯酰胺、聚丙烯。然而随着含碳量的增加，电导率得到提高，而振实
密度却减小，同时减少了活性物质的量而导致电池的总容量降低，这表明用碳包覆并不是
一种最佳的提高电导率的方法。

 

　　（三）掺杂金属粉体及有机金属盐

 

　　在特殊的合成方法中，金属粉体可以充当

LiFePO4 颗粒生长的成核剂，有助于获得细

小 而 均 匀 的 粉 体 ， 也 可 增 强 总 的 电 子 导 电 率 。

Croce  F 等 采 用 溶 胶 - 凝 胶 法 以

LiOH、Fe（NO3）3 和 H3PO4 溶液为原料，添加少量的金属（银和铜，质量百分含量 1%）
作为分散剂，合成的

LiFePO4 性能大为提高。在室温下用锂片作对电极，LiClO4+EC-

DEC （ 1

∶1 ） 作 为 电 解 液 C/5 倍 率 放 电 ， 初 始 容 量 有 140mAh/g ， 循 环 30 次 后 仍 有

130mAh/g。添加的金属粉并没有影响阴极材料的结构但却显著的增强了其容量和循环性能 。
Chung S Y 等通过掺杂少量的金属离子（Mg2+，Al3+，Ti4+，Zr4+，Nb5+，W6+），使掺
杂后的

LiFePO4 的电导率提高了 8 个数量级，室温下的电导率达到（411×10-2S）/cm，引

起了极大的轰动。合成的材料在低电流充放电时，接近理论容量；在高达

6000mA/g 的电流

下，仍然保持着可观的容量，只有微小的极化发生。因而此材料特别适用发展高能量密度的
锂离子电池。掺杂金属离子的磷酸铁锂电导率可提高

8 个数量级，明显优于其他的材料。此

外，高的能量密度、低廉的价格、优异的安全性使其特别适用于动力电池材料。它的出现是锂
电池材料的一项重大突破，大量的科研人员相继投入对

LiFe2PO4 的研究。从目前情况看，

复合型

LiFePO4/C 的性能最好。Huang H 等利用高温固相合成的 LiFePO4/C 复合材料在 C/2

的条件下可达理论容量的

90%左右。这一成果大大超过其他研究者报道的数据。他们认为，

磷酸铁锂颗粒细小及与碳紧密的接触是实现优良充放电性能的关键。

 

　　参考文献：

 

　　

1、张爱波, 刘建睿, 黄卫东. 锂离子蓄电池正极材料 LiNixCo1-xO2 的研究进展[J]. 电源

技术

,2003(5). 

　　

2、苏元智, 徐徽, 陈白珍, 蔡勇. 微波法合成 LiFePO4 的研究[J]. 电池,2006(1). 

　　

3、钟参云, 曲涛, 田彦文. 锂离子电池正极材料 LiFePO4 的研究进展[J]. 稀有金属与硬质

合金

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