劉帥杰,孫 妍,鄧子昭

(1.洋豐楚元新能源科技有限公司,湖北 荊門(mén) 448000;2.南開(kāi)大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,天津 300350;3.新洋豐農(nóng)業(yè)科技股份有限公司,湖北 荊門(mén) 448000)

0 引言

橄欖石型磷酸鹽LiMPO4(M=Fe、Mn),被認(rèn)為是鋰離子動(dòng)力電池最具應(yīng)用前景的正極材料[1]。其中,LiFePO4(LFP)因其優(yōu)異的循環(huán)性能、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、安全性和低成本,已被廣泛應(yīng)用于鋰電池領(lǐng)域[2-3]。但是,LFP較低的工作電壓(3.4 V)和能量密度(580 Wh/kg),嚴(yán)重制約了其發(fā)展[4]。與LFP相比,同樣具有橄欖石型結(jié)構(gòu)的LiMnPO4(LMP)具有更高的工作電壓(4.1 V)和能量密度(701 Wh/kg)。但是,LMP具有極低的電導(dǎo)率(<10-10S/cm)和極小的Li+擴(kuò)散系數(shù)(<10-16cm2/S),同時(shí),在充放電過(guò)程中Mn3+產(chǎn)生的Jahn-Teller效應(yīng)對(duì)LMP的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成了很大影響,從而降低了LMP的電化學(xué)性能[5]。

結(jié)合上述兩種材料,研究人員用Fe摻雜LMP合成了LiMn1-xFexPO4(LMFP)材料[6],研究發(fā)現(xiàn),Fe的摻雜取代了部分Mn,既改善了材料的電導(dǎo)率,還抑制了Mn3+的Jahn-Teller效應(yīng),使LMFP同時(shí)具備了LMP高能量密度和LFP良好動(dòng)力學(xué)性能的優(yōu)點(diǎn),因此被認(rèn)為是正極材料LFP理想的升級(jí)品。但是,LMFP相對(duì)較低的電導(dǎo)率和Li+擴(kuò)散系數(shù)仍對(duì)其商業(yè)化應(yīng)用造成了一定阻礙[7-8]。基于此,本文介紹了LMFP的合成方法,總結(jié)了LMFP的改性研究進(jìn)展,并展望了LMFP的研究方向,旨在為L(zhǎng)MFP進(jìn)一步研究提供參考。

1 磷酸錳鐵鋰的合成方法

1.1 高溫固相法

高溫固相法由于工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)量高,被認(rèn)為是最適合大批量工業(yè)化生產(chǎn)的方法。但是,該方法存在前驅(qū)體材料不易混合均勻、生產(chǎn)過(guò)程能耗較高、產(chǎn)品粒徑較大且控制難度高等不足。WANG等[9]采用高溫固相法制備了LiMn0.5Fe0.5PO4球形顆粒,平均尺寸約為200 nm,該材料在0.1 C時(shí)放電比容量為141 mAh/g,相當(dāng)于其理論容量的83%;同時(shí)還對(duì)其合成機(jī)理進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)原材料在特定的溫度下脫水分解成氧化物和脫水化合物,然后在一定溫度下再結(jié)合生成LiMn0.5Fe0.5PO4。

1.2 共沉淀法

共沉淀法具有合成工藝簡(jiǎn)單、物料混合均勻、熱處理溫度低、易制取納米級(jí)顆粒、形貌可控等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是顆粒易團(tuán)聚、控制結(jié)晶難度較大、廢液需要處理。WANG等[10]以FeSO4·7H2O、Mn(CH3COO)2·4H2O、LiH2PO4為原料,添加蔗糖作為碳源,分別采用共沉淀法、高溫固相法合成了LiMn0.5Fe0.5PO4/C,研究發(fā)現(xiàn),兩者均有輕微的團(tuán)聚現(xiàn)象,但相較于高溫固相法,共沉淀法合成的材料均勻性更好,粒徑在100 nm以下。經(jīng)電化學(xué)測(cè)試發(fā)現(xiàn),通過(guò)共沉淀法制備的材料在10 C的高電流密度下,其放電比容量為108.6 mAh/g,遠(yuǎn)高于高溫固相法制備的材料(46.2 mAh/g)。

1.3 溶膠凝膠法

溶膠凝膠法具有反應(yīng)溫度較低、各組分比例易控制、能耗低、產(chǎn)品顆粒小且分布均勻等優(yōu)點(diǎn)。但是,該方法的合成周期較長(zhǎng),產(chǎn)率較低,還涉及有毒有機(jī)溶劑的使用,成本較高,從而限制了其應(yīng)用。

BEZZA等[11]以檸檬酸為螯合劑,先將原材料溶解并攪拌形成凝膠,經(jīng)球磨后進(jìn)行煅燒合成了LiFe1-xMnxPO4(其中x=0、0.4、0.6、0.65、1),研究發(fā)現(xiàn),LiFe0.4Mn0.6PO4顯示出了最佳的電化學(xué)性能,其在C/20電流速率下,第1次和第10次循環(huán)的放電比容量分別為110、100 mAh/g。

1.4 水熱/溶劑熱法

水熱法或溶劑熱法的原理基本相同,區(qū)別在于所使用的溶劑不同。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)條件溫和、產(chǎn)物純度較高、粒徑小且分布均勻,可通過(guò)控制反應(yīng)條件調(diào)控產(chǎn)物的尺寸與形貌。但是,水熱/溶劑熱法使用的反應(yīng)釜設(shè)計(jì)困難、造價(jià)較高,一定程度上影響了其商業(yè)化應(yīng)用。

TRINH等[12]采用水熱法合成了Li-MnxFe1-xPO4(x=0、0.1、0.2、0.3)納米球材料,顆粒尺寸在100～200 nm范圍內(nèi)分布相對(duì)均勻,電化學(xué)測(cè)試發(fā)現(xiàn),LiMn0.3Fe0.7PO4表現(xiàn)出了優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性,在50次循環(huán)后仍保持了100%的初始容量(157 mAh/g)。LUO等[13]以乙二醇為溶劑,合成了納米橢球形LiMn0.8Fe0.2PO4/C材料,研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)材料的含碳量為7%時(shí),其晶體結(jié)構(gòu)和納米橢球體形貌發(fā)展良好,電化學(xué)性能優(yōu)異;1 C時(shí)放電比容量為138.7 mAh/g,循環(huán)200次后容量保持率為96.03%。

1.5 噴霧干燥法

通過(guò)噴霧干燥法易于獲得高比表面積、高振實(shí)密度的材料,且產(chǎn)物的球形顆粒尺寸較均一。但是,這種方法只能得到微米級(jí)別的球形顆粒,同時(shí)所需設(shè)備投入較大,原料易掛壁導(dǎo)致利用率較低,還會(huì)產(chǎn)生粉塵污染。ZHANG等[14]采用噴霧干燥法合成了碳涂層LiMn0.8Fe0.2PO4納米微球,其顆粒分布為1～20 μm,由50～100 nm左右的小初級(jí)納米顆粒積累而成,該材料在0.2 C時(shí)放電比容量為140 mAh/g,200次循環(huán)后容量保持率為90.2%。

1.6 其他方法

FREDJ等[15]首次采用熔化合成法制備了LiFe1-xMnxPO4(x=0.25、0.5、0.75)粉末,主要步驟是:將精準(zhǔn)數(shù)量的原材料混合后放入石墨坩堝,使材料在高溫下熔融、冷卻后形成鋼錠,將鋼錠壓縮、研磨后形成微米級(jí)別的粉末;研究發(fā)現(xiàn),由熔化合成法和高溫固相法合成的材料具有相似的性能,但是由熔化合成法制備的LiFe0.25Mn0.75PO4的放電比容量(142 mAh/g)比高溫固相法的更大(130 mAh/g)。這種簡(jiǎn)單、快速、低成本的合成方法為L(zhǎng)MFP的大規(guī)模生產(chǎn)提供了一條可行途徑,但其仍存在反應(yīng)所需溫度較高、產(chǎn)品粒徑較大、易引入雜質(zhì)、熔化過(guò)程尚需優(yōu)化等不足。

LI等[16]采用流變相輔助固態(tài)法結(jié)合冷凍干燥法,先將原材料以及有機(jī)碳源依次溶解并連續(xù)攪拌形成漿液,經(jīng)研磨后形成流變體,再用冷凍干燥法去除殘余水分得到前驅(qū)體,最后將前驅(qū)體在650 ℃下煅燒8 h得到LiMn0.8Fe0.2PO4/C材料;研究發(fā)現(xiàn),以檸檬酸為碳源的LiMn0.8Fe0.2PO4呈納米棒狀,顆粒分布均勻,0.1 C時(shí)放電比容量為164 mAh/g,1 C下經(jīng)100次循環(huán)容量保持率為99.6%。盡管采用該方法所需的反應(yīng)溫度仍較高、所得的產(chǎn)品粒徑仍較大,但是其在一定程度上結(jié)合了固相法和液相法的優(yōu)點(diǎn),生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì),產(chǎn)品均勻性好,具有大規(guī)模生產(chǎn)的應(yīng)用潛力。

2 改性策略

2.1 碳包裹

碳包裹是通過(guò)將碳涂層均勻包覆在材料表面,可有效構(gòu)建快速導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),為L(zhǎng)i+擴(kuò)散提供有效通道,提升材料電導(dǎo)率,還可抑制晶體顆粒的長(zhǎng)大與團(tuán)聚[8]。常用的碳源包括葡萄糖、蔗糖、檸檬酸、石墨烯、碳納米管等。表1列出了LMFP/C材料的部分研究進(jìn)展。由表1可知,合成方法、碳源及含碳量是影響碳包裹改性的重要因素,碳納米管、還原氧化石墨烯及復(fù)雜碳源的改性效果相對(duì)較好。

表1 LMFP/C材料的部分研究進(jìn)展

在碳涂層中摻雜S、N、P等原子也是進(jìn)一步提升LMFP性能的一種手段[25-27]。FAN等[26]以三聚氰胺為氮源、蔗糖為碳源,采用溶劑熱法合成了N摻雜碳包覆的LiMn0.8Fe0.2PO4納米晶體,研究發(fā)現(xiàn),0.1 C時(shí)放電比容量為154.7 mAh/g,N的摻雜不僅改變了材料的形貌,還將活性缺陷位點(diǎn)引入碳涂層,提高了Li+擴(kuò)散系數(shù)和電導(dǎo)率;但是,當(dāng)N摻雜過(guò)量時(shí),將形成大的納米顆粒,使Li+遷移通道變長(zhǎng),導(dǎo)致電化學(xué)性能惡化。CUI等[27]以炭黑為碳源、三苯基膦為磷源,采用溶膠-凝膠水熱法合成了磷摻雜碳包裹的LiMn0.8Fe0.2PO4納米顆粒,研究發(fā)現(xiàn),0.2 C時(shí)放電比容量為157.8 mAh/g,循環(huán)100次后容量保持率為98.21%;這是因?yàn)閾诫s的P提供了過(guò)量的自由電子載流子,使碳涂層的石墨化程度更高,并通過(guò)“載流子傳導(dǎo)”機(jī)制保證了作為電子供體的快速轉(zhuǎn)移;同時(shí),P通過(guò)分別與碳涂層、材料體形成P-C鍵、P-O鍵,將碳涂層和材料體連接;該研究還指出,N、S等原子的摻雜有助于增加碳材料的活性位點(diǎn),P原子的摻雜提高了碳材料的石墨化程度,因此摻磷碳涂層改性LMFP材料具有廣闊的應(yīng)用前景。

將碳物質(zhì)與導(dǎo)電材料制成混合涂層進(jìn)行改性的策略亦值得關(guān)注。YU等[28]通過(guò)濕式球磨法結(jié)合熱處理,合成了由Li3VO4和碳組成的混合涂層包覆的LiMn0.5Fe0.5PO4納米棒,研究發(fā)現(xiàn),適量的Li3VO4能平衡離子/電子電導(dǎo)率和容量輸出,從而優(yōu)化材料的電化學(xué)性能,其中LMFP/C-3LVO(3%Li3VO4)的電化學(xué)性能最好,而LMFP/C的電化學(xué)性能最差;同時(shí),LMFP/C-3LVO在5 C時(shí)循環(huán)1 000次后容量保持率為91.5%,10 C時(shí)放電比容量也可達(dá)125 mAh/g;這是因?yàn)榛旌贤繉泳哂辛己玫慕Y(jié)構(gòu)完整性、輕微的界面副反應(yīng)和良好的離子/電子轉(zhuǎn)移能力。CHANG等[29]通過(guò)水熱合成法制備了具有Li0.33La0.56TiO3(LLTO)涂層的C/LMFP納米棒,LLTO作為一種具有高電子和離子電導(dǎo)率的鋰超離子導(dǎo)體,既能提高電極材料的電導(dǎo)率,還可以為鋰離子轉(zhuǎn)移提供快速通道,提高其動(dòng)力學(xué)性能;其中,C/LMFP@LLTO(3%)材料具有最顯著的速率能力和最高的可逆放電性能,其在5 C時(shí)放電比容量為131.3 mAh/g,循環(huán)100次后容量保持率為81%。

綜上,碳包裹及其衍生改性策略是提升LMFP材料電導(dǎo)率的最佳方式,其中碳與導(dǎo)電材料形成混合涂層的策略值得關(guān)注。同時(shí),碳包裹易導(dǎo)致材料的振實(shí)密度下降,限制了其工業(yè)化應(yīng)用[17]。

2.2 納米化與形貌控制

將材料的顆粒尺寸縮小至納米級(jí),可使材料與電解液接觸更充分,縮短鋰離子遷移路徑,從而提升材料的充放電容量和倍率性能[30]。同時(shí),通過(guò)設(shè)計(jì)特殊的形貌也能提高材料的電化學(xué)性能[31]。

橄欖石結(jié)構(gòu)的LMP的Li+只能沿平面(010)方向進(jìn)行一維擴(kuò)散,電荷轉(zhuǎn)移也主要發(fā)生在(010)面上,導(dǎo)致其鋰離子擴(kuò)散系數(shù)極低[32]。因此,調(diào)節(jié)粒徑并確保(010)取向較短對(duì)于提升LMFP材料的性能非常重要。ZHANG等[21]合成了(010)方向尺寸短的(001)取向的LiMn0.6Fe0.4PO4/C納米棒,研究發(fā)現(xiàn),(001)取向的LMFP納米棒具有較短的Li+擴(kuò)散路徑,從而擁有良好的速率性能和循環(huán)穩(wěn)定性;10 C時(shí)放電比容量為141.6 mAh/g,1 C時(shí)循環(huán)100次后容量保持率為98.21%;研究還指出,(001)取向的LMFP納米棒比相關(guān)文獻(xiàn)中提到的改性亞微粒單顆粒、納米微球和納米顆粒具有更高的速率。

通過(guò)設(shè)計(jì)具有特殊導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu),也能得到性能優(yōu)異的LMFP材料。TIAN等[23]以β-CD和碳納米管為復(fù)雜碳源合成了具有三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的LiMn0.6Fe0.4PO4/C材料,研究發(fā)現(xiàn),由于β-CD的特殊結(jié)構(gòu),二次顆粒形成了松散結(jié)構(gòu),增大了電解質(zhì)與活性物質(zhì)之間的接觸比例;同時(shí),三維碳納米管均勻分散,并與顆粒表面緊密連接,形成一種獨(dú)特的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電子導(dǎo)電模式,相較于二維點(diǎn)對(duì)點(diǎn)導(dǎo)電模式,其更能提高材料鋰離子擴(kuò)散效率和電子電導(dǎo)率,使材料具有更好的倍率性能和循環(huán)性能;經(jīng)測(cè)試,0.2 C時(shí)放電比容量為160.2 mAh/g,1 C時(shí)經(jīng)100次循環(huán)后容量保持率為98.8%。

綜上,納米化與形貌控制是提升LMFP材料最基礎(chǔ)的有效手段,并常與其他改性方法結(jié)合使用。其中,設(shè)計(jì)(010)取向較短、依托碳納米管等高石墨化碳源構(gòu)建三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的LMFP材料是重要抓手。

2.3 離子摻雜

碳包裹只能提升材料的外部導(dǎo)電性,改善材料的內(nèi)部導(dǎo)電性的方法亦值得關(guān)注[31]。通過(guò)在材料中摻雜離子,可使原有晶格產(chǎn)生缺陷,促進(jìn)Li+擴(kuò)散通道擴(kuò)展,材料載流子密度增大,從而提升材料本身的導(dǎo)電性能[8,30]。

Mg2+、Ni4+、Co2+、Nb+等被引入到LMFP材料中,并與碳包裹相結(jié)合對(duì)LMFP進(jìn)行雙修飾來(lái)提高材料的性能[33-36]。ZHANG等[33]用濕法納米研磨結(jié)合噴霧干燥法合成了LiMn0.6Fe0.4-yMgyPO4/C(y=0、0.5%、1%、1.5%)材料,研究發(fā)現(xiàn),LiMn0.6Fe0.39Mg0.01PO4/C具有最佳的電化學(xué)性能,其在0.2 C時(shí)放電比容量達(dá)159.6 mAh/g,1 C時(shí)經(jīng)300次循環(huán)后容量保持率仍高達(dá)96.2%;這是由于適量Mg2+的摻雜改變了材料的晶格參數(shù),擴(kuò)大了Li+傳輸通道,從而提高了Li+傳輸效率;但是,當(dāng)Mg2+摻雜過(guò)量時(shí),材料會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的晶格畸變,阻塞Li+的傳輸通道,導(dǎo)致材料的電化學(xué)性能下降。TIAN等[34]通過(guò)噴霧干燥法合成了球狀LiMn0.6Fe0.38Ni0.02PO4/C材料,該材料在0.2 C時(shí)放電比容量為159.3 mAh/g,1 C時(shí)充放電100次后容量保持率為98.3%;這可能是因?yàn)镹i在Fe位的摻雜造成晶格畸變抑制了晶格生長(zhǎng),使LMFP晶體得到了最合適的尺寸和規(guī)則的形狀;同時(shí),研究還發(fā)現(xiàn),過(guò)量Ni摻雜易導(dǎo)致材料顆粒團(tuán)聚嚴(yán)重,使材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性變差,影響材料的電化學(xué)性能。HUANG等[35]采用共沉淀共磨法合成了LiFe0.4Mn0.4Co0.2PO4/C納米材料,研究發(fā)現(xiàn),該材料具有優(yōu)異的比容量和速率性能,在0.1 C時(shí)初始放電比容量為163.3 mAh/g,接近其理論容量(170 mAh/g),50次循環(huán)后容量保持率為86.6%;這很可能是由Fe、Mn和Co元素的均勻混合、碳涂層的存在以及材料較小的粒徑共同作用造成的;同時(shí),與由研磨法制備的材料相比,由共沉淀共磨法制備的材料具有更優(yōu)異的電化學(xué)性能。JIN等[36]通過(guò)水熱法和噴霧干燥步驟制備了C涂層和摻Nb的LiFe0.5Mn0.5PO4材料,其在0.1 C時(shí)放電比容量達(dá)152 mAh/g;同時(shí),1 C時(shí)經(jīng)1 000次循環(huán)后容量保持率仍高達(dá)95.4%;即便在5 C的高速率下測(cè)試,其放電比容量仍高達(dá) 115 mAh/g,遠(yuǎn)超LMFP/C(88 mAh/g);分析認(rèn)為,均勻、緊湊的C涂層制造了初級(jí)顆粒間的高速導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),同時(shí)Nb的摻雜形成了強(qiáng)Nb-O配位,有效加速了粒子內(nèi)的離子擴(kuò)散和電子傳遞,還抑制了Mn3+的Jahn-Teller效應(yīng)。離子摻雜改性的部分研究進(jìn)展見(jiàn)表2。

表2 離子摻雜改性的部分研究進(jìn)展

綜上,離子摻雜是提升材料固有導(dǎo)電性能的有效方法,其改性效果與選擇的合成方法、摻雜離子與摻雜量密切相關(guān)。其中,碳包裹與離子摻雜相結(jié)合的改性策略值得關(guān)注。同時(shí),關(guān)于離子摻雜的機(jī)理、不同摻雜元素及含量引起的結(jié)構(gòu)或性能的變化等亦需進(jìn)一步研究。

2.4 非化學(xué)計(jì)量比

橄欖石型的LFP、LMFP材料,在其Li+擴(kuò)散通道上存在Li-Fe反位缺陷效應(yīng)。反位缺陷的存在將堵塞Li+一維擴(kuò)散通道,降低材料電化學(xué)性能[37]。因此,為抑制反位缺陷,將非化學(xué)計(jì)量比引入到研究中。但是,目前對(duì)于非化學(xué)計(jì)量比的LMFP研究甚少。王杰[38]研究了不同非化學(xué)計(jì)量比對(duì)Li1.05Fe0.5Mn0.475PO4/C材料性能的影響,結(jié)果表明,合適的錳鐵原子數(shù)量比有助于抑制Jahn-Teller效應(yīng),還會(huì)減小顆粒尺寸,提升材料的導(dǎo)電性;同時(shí),鋰的過(guò)量添加使材料中Li3PO4含量升高,增大了材料的電荷轉(zhuǎn)移阻抗。

3 錳鐵原子數(shù)量比

由于高氧化還原電位可以帶來(lái)更大的能量密度,因此隨著Mn含量的升高,LMFP的平均工作電壓和能量密度呈線性增大。然而,當(dāng)Mn含量過(guò)高時(shí)亦將限制材料的速率和循環(huán)性能[22,39]。因此,LMFP材料應(yīng)具有一個(gè)合適的錳鐵原子數(shù)量比。

LI等[40]經(jīng)理論計(jì)算,認(rèn)為錳鐵原子數(shù)量比為6∶4最佳。BEZZA等[11]采用溶膠凝膠法制備了LiFe1-xMnxPO4(x=0、0.4、0.6、0.65、1)材料,經(jīng)電化學(xué)測(cè)試發(fā)現(xiàn)LiFe0.4Mn0.6PO4顯示出了最佳的性能。XIAO等[41]采用聚合物輔助機(jī)械活化法合成了LiFe1-xMnxPO4(0≤x≤1)材料,研究發(fā)現(xiàn),LiMn0.75Fe0.25PO4/C在低電流速率下具有最高的能量和功率密度,因此適用于需要高工作電壓的應(yīng)用領(lǐng)域;但從功率和能量密度、快速充電能力和耐用性等方面考量,LiMn0.5Fe0.5PO4/C是大規(guī)模應(yīng)用的理想選擇。WANG等[42]采用固相法合成了LiFe1-xMnxPO4/C (x=0、0.2、0.5),研究發(fā)現(xiàn),LiFe0.5Mn0.5PO4/C由于其分散的粒子狀態(tài)和合適的碳層厚度,具有最高的電導(dǎo)率和最大的鋰離子擴(kuò)散系數(shù)。FANG等[43]通過(guò)溶膠凝膠法制備了LiMn1-xFexPO4/C (x=0、0.1、0.2、0.3、0.4),研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)鐵錳原子數(shù)量比為2∶8時(shí),材料具有最大的放電比容量和能量密度,且表現(xiàn)出了良好的速率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。

4 結(jié)語(yǔ)

固相法與液相法是合成LMFP材料的有效方法,但前者所得產(chǎn)品均勻性差,后者工藝復(fù)雜、成本較高;碳包裹、納米化與形貌控制通過(guò)改變外部特征、離子摻雜通過(guò)改變內(nèi)部結(jié)構(gòu),均能在一定程度上改善LMFP的電化學(xué)性能;LMFP存在一個(gè)合適的錳鐵原子數(shù)量比,但目前尚無(wú)定論。綜合前人研究成果,對(duì)LMFP材料未來(lái)的研究方向作如下展望:

a.結(jié)合固相法和液相法的優(yōu)點(diǎn)對(duì)LMFP的合成方法進(jìn)行優(yōu)化,探索一種簡(jiǎn)單、可靠、經(jīng)濟(jì)、綠色的生產(chǎn)工藝,為工業(yè)化生產(chǎn)提供指引。

b.高石墨碳、復(fù)雜碳源以及碳與導(dǎo)電物質(zhì)形成混合涂層等改性策略能有效提升材料的導(dǎo)電性能,但要注意速率性能與能量密度的平衡以及合成工藝的復(fù)雜性;陰/陽(yáng)離子摻雜亦能提高材料的速率性能,但其摻雜機(jī)理仍需深入研究?；谕瑫r(shí)具有高能量密度與優(yōu)異電化學(xué)性能是材料實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用的必要條件,有時(shí)單一改性策略無(wú)法滿足要求,因此將不同的改性策略進(jìn)行組合來(lái)獲得良好的速率性能、穩(wěn)定的循環(huán)性能及高壓實(shí)密度是一個(gè)值得深入研究的課題。

c.進(jìn)一步研究不同錳鐵原子數(shù)量比的材料電化學(xué)行為及影響因素,以明確最佳錳鐵原子數(shù)量比。同時(shí),高錳鐵原子數(shù)量比意味著較高的能量密度,因此探索性能穩(wěn)定的高錳含量LMFP材料對(duì)其商業(yè)化應(yīng)用具有重要意義。