氧化体系对lifepo4化学脱锂的影响

化学脱锂被广泛用于研究锂离子电池活性材料脱锂前后结构与性能的相互关系。本文通过改进的固相烧结法制备了粒径约12.61μm的超大颗粒lifepo4粉末，分别在乙腈和水溶液体系中采用no2bf4和k2s2o8作为氧化剂对其进行化学脱锂，探讨了两种氧化体系所得到的fepo4在晶体结构、颗粒形貌和电化学性能等方面的差异。实验结果表明，溶剂亦高度参与了脱锂反应，特别是k2s2o8氧化得到的fepo4中存在大量o-h基团，除未被烘干的h2o外，说明lixfepo4(0≤x≤1)在强氧化性水溶液中可能存在质子嵌入。伴随反应过程中搅拌分散、物质溶解、化学脱锂和质子嵌入等协同作用，使所得fepo4的晶胞体积和颗粒尺寸明显减小，最终导致充放电曲线畸变、阻抗增大和容量降低。虽然低温退火可去除大部分o-h，但是不可逆的结构和形貌改变导致电池性能依然无法与初始lifepo4相比。与此相反，采用no2bf4有机溶液体系脱锂得到的fepo4没有发生明显的结构、形貌和性能变化，因而是一种更加可靠的lifepo4化学脱锂体系。