文 献 综 述

1.磷酸铁锰锂电池的研究意义

锂离子电池是20世纪70年代发展起来的一种新型电池，相比较于其他电池而言，它具有高放电电压、无记忆效应、能量密度高和优良的循环性能等优点，被广泛应用于手机、数码相机、笔记本电脑等便携式电子产品。其中磷酸铁锂正极材料由于有较高的理论比容量和充放电平台以及良好的循环性能而被广泛研究。而且随着社会的快速发展，石油，煤炭等不可再生资源的用量日益增加，传统资源也日益紧缺，同时带来的严重污染问题更是越来越受到人们关注。此时，安全性能好、循环寿命长、热稳定性好、价格更低廉且无环境污染等优点的硫酸铁锂正极材料被认为是极具发展前景的。然而在动力电池的应用中，因使用电压较低（仅3.2V），倍率性能不足，电导率低等问题，限制了磷酸铁锂正极材料的进一步发展。

磷酸锰锂与磷酸铁锂同为橄榄石型磷酸盐基正极材料，电化学特性基本相似，虽然循环稳定性较弱，但使用电压较高（为3.8V），同时具备自放电率低、价格低廉等优点。根据动力电池的性能要求，将铁和锰结合起来，采用锰掺杂的方式，得到兼具两者优势的正极材料#8212;磷酸铁锰锂。

自1997年Goodenough发现LiFePO4以来，经过数十年的研究，已经得出了多种制备方法，包括包括固相法、水热和溶剂热法、溶胶凝胶法和共沉淀法等。

固相法是通过固体材料在高温下发生固相反应而生成目标产物的方法。对于粉体材料，固相反应首先通过颗粒间的接触点或面进行，随后反应物通过产物层进行迁移扩散，使反应得以进行。其中传统的高温固相反应法，其原理简单，易操作，是目前工业化最常用的方法之一。本次实验所采取的制备方法就是高温固相法。

但是在铁锰含量的配比上一直没有一个最有效值，一方面认为过高 Mn掺杂量的 LiMnxFe1-xPO4材料由于Mn元素的John-Teller 效应，具有放电比容量较低并且衰减迅速，容量保持率较低不适宜作为锂离子电池正极材料；另一方面认为较低的Mn掺杂量不能够明显提高平台电压，从而不能获得最大放电比能量时。

通过所查找的文献资料，我们得出LiFe 1－ x Mn x PO 4中，X的值在0-0.75之间，超过这个值就会影响材料本身电导率。于此同时，实验室在制备磷酸铁锰锂正极材料时所采用的实验参数也会对实验最终结果造成一定量的影响。本次课题目的就是在与尝试对其固相过程进行优化，通过调节固相过程中的球磨参数、烧结参数进行性能优化。

2.高温固相法制备磷酸铁锰锂正极材料