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橄榄石结构磷酸铁锂(LiFePO4)作为一种正在电动车动力电池产业应用的正极材料。与其他的正极材料相比(如特斯拉电动车用层状氧化物材料)相比LiFePO4具有更好的热稳定性、低廉的成本(因为其所含元素地球丰度较高)、无毒、较高的理论容量(170 mAh/g)。磁电化学对于对锂电池材料是新兴的研究领域,磁场对电化学的影响主要体现在质子传输、电极动力学和电化沉积行为上。目前有一些相关工作通过中子散射和磁测量揭示了正极材料的磁特性,但是鲜有工作聚焦在材料磁特性和电化学性能的关系上。
图1. LixFePO4 (0 ≤ x ≤ 1)的磁转变温度
最近北京大学深圳研究生院新材料学院潘锋团队用中子衍射、原子分辨率的球差电镜、和极低稳定磁性测量技术,对锂电池LiFePO4正极材料在不同充放电状态下的晶体结构、磁特性和电化学性能进行了系统研究,并首次在室温条件下(295K)发现了在高充电态时LixFePO4 (x ≤ 0.12)的磁有序现象,远远比比已经报道的低温LiFePO4 (TN =51(1) K)和FePO4 (TN = 114(1) K)的磁转变温度高。关于室温磁有序的诱发原因,团队通过Fe2+-Fe3+超交换相互作用和Fe2+-Li+反位缺陷造成的局部对称性破缺两方面进行了理论分析,并运用量子化学第一性原理的计算论证了室温磁有序存在条件和相关机理。同时,团队对磷酸铁锂室温磁有序对电池性能的影响进行了机理的分析,在室温和更低的温度下,磁有序形成的磁域具有很强的洛伦兹力,充放电过程中锂离子会被禁锢在强大的磁场内,进而影响到电化学性能(容量和充分电速度)的正常发挥。通过高分辨透射电子显微镜也观测到了因为磁有序导致的10纳米左右的固溶区,这部分锂离子很难突破磁场的作用力迁移到体相外,因此要提高磷酸铁锂正极材料的性能必须要有效地控制Fe2+-Li+反位缺陷的含量。
本项工作为锂离子电池磷酸铁锂正极材料的制造和应用提供了重要的指导,推动电池的磁电化学研究方向的加速发展,为电池材料的设计、制造和应用提供了一个新的视角。上述研究成果发表于国际著名期刊上 (J. Phys. Chem. Lett. 2019, 10, 4794-4799; Nature Index期刊, IF=8.709)。
图2. 图示高脱锂态磷酸铁锂(LixFePO4 (x ≤ 0.12))室温磁有序现象的原因
该工作在新材料学院潘锋教授、肖荫果副教授和布鲁克海文国家实验室章炜博士后的共同指导下,由胡江涛博士和曾华硕士研究生合作完成,深圳生长锂电池磷酸铁锂正极材料的知名企业(德方纳米,上市企业)参与了合作。以上工作得到了国家材料基因组重大专项(2016YFB0700600)、国家自然科学基金(No. 21603007和51672012)的资助支持。
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动力电池出货量同比增长19%三元动力电池市场占比超30%高工产研锂电研究所(GGII)初步调研数据显示,2024Q1中国锂电池出货量200GWh,同比增长18%。其中动力、储能电池出货量分别为149GWh、40GWh,同比分别增长19%、14%。分技术路线看,2024Q1动力三元电池出货量47GWh,在动力电池中占比32%,较2023年提
4月24日,据孚能科技消息,孚能科技超级软包解决方案SPS(SuperPouchSolution)首个量产配套车型——吉利雷达地平线正式发布。吉利雷达地平线此次推出的纯电动四轮驱动车型采用了孚能科技首个磷酸铁锂材料体系的SPS(超级磷酸铁锂系统)。这标志着孚能科技的SPS产品在性能和质量方面已经通过了客户的全
22日,全球最大的纯电动力集装箱船——“中远海运绿水01轮”首航,并在海事部门的护航下,安全抵达洋山港,今后将每周一次,固定往返于“南京——洋山”航线。“中远海运绿水01”轮总长119.8米,型宽23.6米,相当于10个标准篮球场大小。利用船电分离模式,船舶可以根据航程的需要,灵活配置20英尺标准
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北极星储能网获悉,据湖南裕能公告称,为满足海外市场需求,提升公司市场地位,公司拟在新加坡设立投资公司,并由投资公司在西班牙设立项目公司,计划投资建设年产5万吨锂电池正极材料项目,总投资金额约为人民币9.82亿元。公司将于拿到相关审批后,开始为期15个月的项目建设,资金来源为自有及自筹资
4月19日,湖南裕能公告称,为满足海外市场需求,提升公司市场地位,公司拟在新加坡设立投资公司,并由投资公司在西班牙设立项目公司,计划投资建设年产5万吨锂电池正极材料项目,总投资金额约为人民币9.82亿元。湖南裕能表示,公司本次对外投资,顺应了全球新能源行业发展趋势,是实施全球化发展战略的
4月22日,惠云钛业公告,拟终止投资建设年产10万吨新能源材料磷酸铁项目,该项目已取得项目备案证、建设用地规划许可证,并已依法取得项目用地的土地使用权。截至目前,该项目已投入资金3031万元。关于终止项目建设的原因,惠云钛业表示,鉴于该项目推进过程中,我国新能源材料市场环境、新能源电池上
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近年来,贵州新能源动力电池及材料产业规模快速增长,发展动能持续增强,供给能力大幅提升,目前已形成动力电池产能37GWh。磷酸铁锂正极材料产能45万吨、磷酸铁产能93万吨、三元正极材料产能10.8万吨……贵州省工业和信息化厅原材料工业处相关负责人介绍,贵州已引进宁德时代、比亚迪、湖南裕能等头部
北极星储能网获悉,据中宏网新疆消息,4月15日,新疆久辰新材料科技有限公司总投资40亿元年产10万吨磷酸锰铁锂正极材料建设项目在新疆伊犁哈萨克自治州霍城县新材料产业园开工奠基。据了解,项目一期于2024年4月开工建设,计划年底建成2条磷酸锰铁锂生产线并投产;二期计划2025年建成2条磷酸锰铁锂生产
磷酸锰铁锂投资热度不减。近日,电池中国获悉,江苏珩创纳米科技有限公司(以下简称“珩创纳米”)完成A轮超1亿元人民币融资,本轮融资由广发信德领投,黄海金控、创维投资、电科基金、正景资本跟投,此轮融资将用于持续产能扩张。在此之前,珩创纳米曾获得沃衍资本Pre-A轮投资。资料显示,珩创纳米成立
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北极星电池网获悉,据贝特瑞消息,4月8日上午,贝特瑞地中海年产5万吨锂离子电池正极材料项目在摩洛哥丹吉尔科技城举行开工仪式。贝特瑞地中海公司董事长杨顺毅,贝特瑞地中海公司总经理杨平州,丹吉尔地中海港集团服务板块董事长/摩洛哥丹吉尔科技城(SATT)总经理JaafarMrhardy,SATT常务副总经理/CR
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