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隨著鋰離子電池能量密度的不斷提升，石墨材料（理論比容量?jī)H為372mAh/g）已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足高比能電池的設(shè)計(jì)需求，人們迫切的需求一種高容量的負(fù)極材料來(lái)替代現(xiàn)有的石墨負(fù)極材料。Si材料的理論容量可達(dá)4200mAh/g（Li4.4Si），是一種非常理想的負(fù)極材料，然而Si材料在嵌鋰過(guò)程中體積膨脹可達(dá)300%以上，導(dǎo)致顆粒粉化和負(fù)極結(jié)構(gòu)的破壞，因此人們嘗試采用體積膨脹相對(duì)較小的SiOx材料作為負(fù)極材料，在首次嵌鋰的過(guò)程中Li會(huì)與材料中的O結(jié)合生成LiOx，這些鋰氧化合物一方面能夠吸收嵌鋰過(guò)程中材料發(fā)生的體積膨脹，提升SiOx材料的循環(huán)性能，另一方面卻會(huì)造成活性Li的損失，引起首次充放電庫(kù)倫效率降低。

補(bǔ)鋰是解決SiOx導(dǎo)致的首次效率降低的有效方案，補(bǔ)鋰的技術(shù)路線(xiàn)主要有正極補(bǔ)鋰和負(fù)極補(bǔ)鋰兩種，其中負(fù)極鋰粉和鋰箔補(bǔ)鋰是目前補(bǔ)鋰的主要方向，然而金屬Li的化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，對(duì)環(huán)境要求極高，同時(shí)還伴隨著不小的安全性風(fēng)險(xiǎn)，因此近年來(lái)正極補(bǔ)鋰也得到了廣泛的關(guān)注，正極補(bǔ)鋰主要是通過(guò)在正極添加高容量的含Li氧化物（這些氧化物一般具有首次充電容量高，但是可逆容量低的特點(diǎn)），補(bǔ)充首次充放電過(guò)程中的不可逆容量損失。

在眾多的正極補(bǔ)鋰材料中，由阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室合成的Li5FeO4材料憑借著867mAh/g的理論比容量，吸引了廣泛的關(guān)注，阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室在2016年首次報(bào)道了Li5FeO4材料，當(dāng)時(shí)通過(guò)在LCO/硬碳體系中添加Li5FeO4材料，首次效率提升了10%左右，并且顯著改善了電池的循環(huán)性能。近日，該課題組的Linghong Zhang（第一作者）和Wenquan Lu（通訊作者）將Li5FeO4材料材料應(yīng)用到SiOx／NCM523體系中，顯著提升了電池的首次庫(kù)倫效率和循環(huán)穩(wěn)定性。

LFO材料理論容量高達(dá)867mAh/g，實(shí)際容量發(fā)揮也可以達(dá)到600mAh/g以上，并且在2.7V以上時(shí)幾乎沒(méi)有可逆容量，也就是說(shuō)其脫出的Li幾乎全部都不會(huì)重新嵌入到LFO中，這使得LFO材料非常適合作為正極補(bǔ)鋰材料使用，通過(guò)在正極添加一定量的LFO能夠顯著的提升電池的可逆容量，提升鋰離子電池能量密度，同時(shí)由于LFO使用相對(duì)便捷、安全性高因此具有廣闊的應(yīng)用前景。作為一種實(shí)驗(yàn)用小型回轉(zhuǎn)窯，鳳谷粉體燒結(jié)爐可以通氣氛，抽真空，一種爐窯多種內(nèi)膽，滿(mǎn)足不同材料的燒結(jié)條件，是實(shí)驗(yàn)、小批量生產(chǎn)、小試線(xiàn)、中試線(xiàn)的理想之選。

基于水溶劑的LLZO粉體處理和陶瓷燒結(jié)工藝針對(duì)于批量生產(chǎn),設(shè)計(jì)并探索出一套基于水系的砂磨、噴霧工藝,避免使用有機(jī)溶劑帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn),降低粉體處理的設(shè)備、物料成本。

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