磷酸铁锂（LiFePO4，LFP）是一种低成本应用广泛的锂离子电池正极材料，但其较低的离子电导率和电子电导率严重限制了其倍率性能。
近日，美国加州大学洛杉矶分校卢云峰教授，Runwei Mo，Li Shen报道了成功合成了在石墨基质中生长LFP纳米颗粒的LFP/石墨复合材料。
文章要点
1）研究人员首先使用熔融盐法将FeCl3插入天然石墨中，然后在含有锂和磷酸盐部分的乙二醇中进行溶剂热反应，从而在石墨层内形成LFP颗粒。进一步的高温退火会形成嵌入在微米级石墨颗粒中的纳米LFP颗粒。
2）纳米LFP的形成最小化了颗粒内的离子扩散长度，将LFP纳米颗粒嵌入到连续的石墨片中使其界面电阻最小化，其形成过程中形成的多孔结构可以有效传输电解质。与传统的碳黑颗粒和LFP颗粒随机分布的LFP正极相比，这种LFP/石墨复合材料正极可以不使用导电剂（碳黑颗粒）。此外，复合材料中的石墨基体的多孔、高导电性和机械坚固性，使电极具有出色的循环性能和高倍率性能。
3）实验结果显示，这种高质量负载电极具有高可逆容量(0.2 C下160 mAh g−1)、超高倍率容量（60 C下107 mAh g−1）和优异的循环性能（2000次循环可逆容量保持率超过95%），为低成本、长寿命和大功率电池提供了一种新的策略。同时，基于LFP/石墨复合材料制备的正极在60 C下的体积能量密度高达427W h L−1，在电动汽车和其他应用领域具有极高的应用价值。
参考文献
Fan Li, et al, Graphite-Embedded Lithium Iron Phosphate for High-Power−Energy Cathodes, Nano Lett., 2021
DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c00037
https://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c00037
