Controllable synthesis of porous LiFePO4 for tunable electrochemical Li-insertion performance
Controllable synthesis of porous LiFePO4 for tunable electrochemical Li-insertion performance
复制标题
多孔LiFePO4的可控合成可调节电化学嵌锂性能
DOI：
10.1016/j.electacta.2017.01.093
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发表时间：
2017-03
影响因子：
6.6
通讯作者：
Jian Chen
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Xiaohui Tian;Yingke Zhou;Guan Wu;Pengcheng Wang;Jian Chen
采用模板冷冻干燥法，通过方便地调节前驱体溶液中模板剂的大小和含量，制备出孔径和孔隙率可控的多孔LiFePO4材料。对多孔LiFePO4材料的形貌和结构进行了表征，并对相关的电化学嵌锂性能进行了系统研究。结果表明，多孔性在锂离子嵌入过程中起着关键作用，并显著影响LiFePO4的动力学性能。优化后的多孔LiFePO4材料具有优异的比容量（0.1 C时为167 mAh g− 1）、倍率性能（1 C时为151 mAh g− 1，10 C时为110 mAh g − 1）和循环稳定性（1 C下300次循环后保持率为99.3%）。这些研究结果表明，电极材料的电化学性能可以通过合理的设计和引入合适的孔来有目的地调节和显着改善，这为合成用于锂离子动力电池应用的先进多孔材料开辟了新的策略。
A templated freeze-drying method is developed to prepare the porous LiFePO4materials with the controlled pore size and porosity, by conveniently adjusting the size and content of the template in the precursor solution. The morphology and structure of the porous LiFePO4materials are characterized and the relavant electrochemical lithium-insertion performances are systematically studied. It’s found that the porous characteristics play a critical role in the lithium-ion intercalation processes and significantly affect the power capability of LiFePO4. The optimized porous LiFePO4material presents remarkable specific capacity (167 mAh g−1at 0.1 C), rate capability (151 mAh g−1at 1 C and 110 mAh g−1at 10 C) and cycling stability (99.3% retention after 300 cycles at 1 C). These findings demonstrate that the electrochemical performance of the electrode material can be purposely tuned and remarkably improved by the rational design and introduction of the suitable pores, which open up new strategies for the synthesis of advanced porous materials for the lithium-ion power battery applications.
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