Фосфат лития-железа LiFePO4 как катодный материал для литий-ионного аккумулятора

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).

Обобщены литературные сведения о физико-химических и электрохимических свойствах фосфата лития-железа LiFePO₄, касающиеся перспектив его применения в качестве катодного материала для литий-ионного аккумулятора, опубликованные по 2009 г. включительно.

Авторы:

Бурмистрова Н. А., Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского, 410012, г. Саратов, ул. Астраханская, 83

Сычева В. О., Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского, 410012, г. Саратов, ул. Астраханская, 83

Чуриков Алексей Владимирович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского, 410012, г. Саратов, ул. Астраханская, 83, churikovav@info.sgu.ru

Иванищева Ирина Анатольевна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского, 410012, г. Саратов, ул. Астраханская, 83, chemistryrus@mail.ru

Ключевые слова:

литий-ионный аккумулятор, катодные материалы, интеркаляция, наночастицы

Литература

1. Whittingham M. S. // Chem. Rev. 2004. Vol. 104. P. 4271–4301.
2. Li Z., Zhang D., Yang F. // J. Mater. Sci. 2009. Vol. 44. P. 2435–2443.
3. Ravet N., Goodenough J., Besner S., Simoneau M., Hovington P., Armand M. // The Electrochem. Society and The Electrochem. Society of Japan Meeting Abstract, Honolulu, HI, Abstract 127 (1999) 99–2.
4. Sebastian L., Gopalakrishnan J. // J. Mater. Chem. 2003. Vol. 13. P. 433–441.
5. Yamada A., Chung S. C., Hinokuma K. // J. Electrochem. Soc. 2001. Vol. 148. P. A224 – A229.
6. Arnold G., Garche J., Hemmer R., Strobele S., Volgar C., Wohlfahrt-Meherens M. // J. Power Sources. 2003. Vol. 119–121. P. 247–251.
7. Padhi A. K., Nanjundaswamy K. S., Masquelier C., Okada S., Goodenough J. B. // J. Electrochem. Soc. 1997. Vol. 144. P. 1609–1613.
8. Dominko R., Gabersèek M., Drofenik J., Bele M., Pejovnik S. // Electrochem. and Solid-State Lett. 2001. Vol. 4. P. 187–190.
9. Franger S., Le Cras F., Bourbon C., Rouault H. // Electrochem. and Solid-State Lett. 2002. Vol. 5. P. 231–233.
10. Huang H., Yin S.-C., Nazar L. F. // Electrochem. and Solid-State Lett. 2001. Vol. 4. P. 170–172.
11. Dong Y. Z., Zhao Y. M., Duan H., Chen L., He Z. F., Chen Y. H. // J. Solid State Electrochem. 2010. Vol. 14. P. 131–137.
12. Dong Y. Z., Zhao Y. M., Chen Y. H., He Z. F., Kuang Q. // Mater. Chemistry and Physics. 2009. Vol. 115. P. 245–250.
13. Kim J.-K., Cheruvally G., Ahn J.-H. // J. Solid State Electrochemistry. 2008. Vol. 12. P. 799–805.
14. Kwon S. J., Kim C. W., Jeong W. T., Sub K. // J. Power Sources. 2004. Vol. 137. P. 93–99.
15. Kim J.-K., Cheruvally G., Choi J. W., Kim J. U., Ahn J. H., Cho G. B., Kim K. W., Ahn H. J. // J. Power Sources. 2007. Vol. 166. P. 211–218.
16. Kim J.-K., Choi J. W., Cheruvally G., Kim J. U., Ahn J. H., Cho G. B., Kim K. W., Ahn H. J. // Mater. Lett. 2007. Vol. 61. P. 3822–3825.
17. Doeff M. M., Wilcox J. D., Yu R., Aumentado A., Marcinek M., Kostecki R. // J. Solid State Electrochem. 2008. Vol. 12. P. 995–1001.
18. Hu Y., Doef M. M., Kostecki R., Finones R. // J. Electrochem. Soc. 2004. Vol. 151. P. 1279–1285.
19. Aurbach D., Markovsky B., Salitra G., Markevich E., Talyossef Y., Koltypin M., Nazar L., Ellis B., Kovacheva D. // J. Power Sources. 2007. Vol. 165. P. 491–499.
20. Zhang J., Gao L. // Mater. Res. Bull. 2004. Vol. 39. P. 2249–2255.
21. Chick L. A., Pederson L. R., Maupin G. D., Bates J. L., Thomas L. E., Exarhos G. J. // Mater. Lett. 1990. Vol. 10. P. 6–12.
22. Junior A. F., de Olivera Lima E. C., Novak M. A., Wells P. R. // J. Magnetism and Magnetic Mater. 2007. Vol. 308. P. 198–202.
23. Chen S-Y., Gao B., Su L-H., Mi C-H., Zhang X-G. // J. Solid State Electrochem. 2009. Vol. 13. P. 1361–1366.
24. Fey G. T.-K., Lu T.-L. // J. Power Sources. 2008. Vol. 178. P. 807–814.
25. Li X., Wang W., Shi Ch., Wang H., Xing Y. // J. Solid State Electrochem. 2009. Vol. 13. P. 921–926.
26. Renschler C. L., Sylwester A. P., Salgado L. V. // J. Mater. Res. 1989. Vol. 4. P. 452–457.
27. McKeown N. B. // J. Mater. Chem. 2000. Vol. 10. P. 1979–1995.
28. Nien Y-H., Carey J. R., Chen J-Sh. // J. Power Sources. 2009. Vol. 193. P. 822–827.
29. Yamada A., Hosoya M., Chung S.-C., Kudo Y., Hinokuma K., Liu K.-Y., Nishi Y. // J. Power Sources. 2003. Vol. 119–121. P. 232–238.
30. Zhi X., Liang G., Wang L., Ou X., Zhang J., Cui J. // J. Power Sources. 2009. Vol. 189. P. 779–782.
31. Aurbach D., Markovsky B., Salitra G., Markevich E., Talyossef Y., Koltypin M., Nazar L., Ellis B., Kovacheva D. // J. Power Sources. 2007. Vol. 165. P. 491–499.
32. Herle PS., Ellis B., Coombs N., Nazar L. F. // Nature Mater. 2004. Vol. 3. P. 147–152.
33. Cho Y-D., Fey G. T-K., Kao H-M. // J. Power Sources. 2009. Vol. 189. P. 256–262.
34. Lu Ch-Z., Fey G.T-K., Kao H-M. // J. Power Sources. 2009. Vol. 189. P. 155–162.
35. Konstantinov K., Bewloy S., Wang G. X., Lindsay M., Wang J. Z., Liu H. K., Dou S. X., Ahn J.-H. // Electrochim. Acta. 2004. Vol. 50. P. 421–426.
36. Yu L., Liu Q., Wang H. // Ionics. 2009. Vol. 15. P. 689–692.
37. Yang S., Song Y., Ngala K., Zavalij P. Y., Whittingham M. S. // J. Power Sources. 2003. Vol. 119–121. P. 239–246.
38. Wilcox J. D., Doeff M. M., Marcinek M., Kostecki R. // J. Electrochem. Soc. 2007. Vol. 154. P. 389–395.
39. Doeff M. M., Hu Y., McLarnon F., Kostecki R. // Electrochem. and Solid-State Lett. 2003. Vol. 6. P. A207 – A209.
40. Kadoma Y., Kim J-M., Abiko K., Ohtsuki K., Kumagai N. // Electrochimica Acta. 2010. Vol. 55. P. 1034–1041.
41. Gaberscek M., Dominko R., Bele M., Remskar M., Hanzel D., Jamnik J. // Solid State Ionics. 2005. Vol. 176. P. 1801–1805.
42. Xu J., Chen G., Li X. // Mater. Chem. and Phys. 2009. Vol. 118. P. 9–11.
43. Xing W., Dunlap R., Dahn J. // J. Electrochem. Soc. 1998. Vol. 145. P. 62–70.
44. Xing W., Xue J., Dahn J. // J. Electrochem. Soc. 1996.Vol. 143. P. 3046–3052.
45. Yang Y., Liao X.-Z., Ma Z.-F., Wang B.-F., He L., He Y.-S. // Electrochem. Communi. 2009. Vol. 11. P. 1277–1280.
46. Fedorkova A., Nacher-Alejos A., Gomez-romero P., Orinekova R., Kaniansky D. // Electrochim. Acta. 2010. Vol. 55. P. 943–947.
47. Fedorkova A., Wiemhofer H-D., Orinakova R., Orinak A., Stan M. C., Winter M., Kaniansky D., Alejos A. N. // J. Solid State Electrochem. 2009. Vol. 13. P. 1867–1872.
48. Song G-M., Wu Y., Liu G., Xu Q. // J. Alloys and Compounds. 2009. Vol. 487. P. 214–217.
49. Wu L., Li X., Wang Z., Li L., Zheng J., Guo H., Hu Q., Fang J. // J. Power Sources. 2009. Vol. 189. P. 681–684.
50. Wu Sh., Chen M.-S., Chien Ch.-J., Fu T.-P. // J. Power Sources. 2009. Vol. 189. P. 440–444.
51. Sun C. S., Zhou Z., Xu Z. G., Wang D. G., Wei J. P., Bian X. K., Yan J. // J. Power Sources. 2009. Vol. 193. P. 841–845.
52. Liu Z., Zhang X., Hong L. // J. Appl. Electrochem. 2009. Vol. 39. P. 2433–2438.
53. Lee S. B., Cho S. H., Heo J. B., Aravindan V., Kim H. S., Lee Y. S. // J. of Alloys and Compounds. 2009. Vol. 488. P. 380–385.
54. Shenouda A. Y., Liu H. K. // J. Alloys and Compounds. 2009. Vol. 477. P. 498–503.
55. Wang Y., Yang Y., Hu X., Yang Y., Shao H. // J. Alloys and Compounds. 2009. Vol. 481. P. 590–594.
56. Nam K-W., Yoon W-S., Zaghib K., Chung K. Y., Yang X-Q. // Electrochem. Commun. 2009. Vol. 11. P. 2023–2026.
57. Liu H., Xie J. // J. of Mater. Processing Technology. 2009. Vol. 209. P. 477–481.
58. Li L., Li X., Wang Z., Wu L., Zheng J., Guo H. // J. Phys. Chem. Solids. 2009. Vol. 70. P. 238–242.
59. Bini M., Mozzati M. C., Galinetto P., Capsoni D., Ferrari S., Grandi M. S., Massarotti Vol. // J. Solid State Chem. 2009. Vol. 182. P. 1972–1981.
60. Arumugam D., Paruthimal Kalaignan G., Manisankar P. // J. Solid State Electrochem. 2009. Vol. 13. P. 301–307.
61. Guo Z. P., Liu H., Bewlay S., Liu H. K., Dou S. X. // Synthetic Metals. 2005. Vol. 153. P. 113–116.
62. Hong J., Wang C., Kasavajjula U. // J. Power Sources. 2006. Vol. 162. P. 1289–1296.
63. Lee K. T., Lee K. S. // J. Power Sources. 2009. Vol. 189. P. 435–439.
64. Islam M. S., Driscoll D. J., Fisher C. A.J., Slater P. R. // Chem. of Mater. 2005. Vol. 17. P. 5085–5092.
65. Ellis B., Perry L. K., Ryan D. H., Nazar L. F. // J. Amer. Chem. Soc. 2006. Vol. 128. P. 11416–11422.
66. Morgan D., Van der Ven A., Ceder G. // Electrochem. Solid-State Lett. 2004. Vol. 7. P. A30 – A32.
67. Laffont L., Delacourt C., Gibot P., Wu M. Y., Kooyman P., Masquelier C., Tarascon J.-M. // Chem. of Mater. 2006. Vol. 18. P. 5520–5529.
68. Delacourt C., Laffont L., Bouchet R., Wurm C., Leriche J.-B., Morcrette M., Tarascon J.-M., Masquelier C. // J. Electrochem. Soc. 2005. Vol. 152. P. A913 – A921.
69. Ouyang X., Lei M., Shi S., Luo C., Liu D., Jiang D., Ye Z., Lei M. // J. Alloys and Compounds. 2009. Vol. 476. P. 462–465.
70. Chen Y.-Ch., Chen J.-M., Hsu Ch.-H., Yeh J.-W., Shih H. C., Chang Y.-S., Sheu H.-Sh. // J. Power Sources. 2009. Vol. 189. P. 790–793.
71. Chen Y.-Ch., Chen J.-M., Hsu Ch.-H., Lee J.-F., Yeh J.-W., Shih H. C. // Solid State Ionics. 2009. Vol. 180. P. 1215–1219.
72. Nam K.-W., Wang X.-J., Yoon W.-S., Li H., Huang X., Haas O., Bai J., Yang X.-Q. // Electrochem. Commun. 2009. Vol. 11. P. 913–916.
73. Yang R., Song X., Zhao M., Wang F. // J. Alloys and Compounds. 2009. Vol. 468. P. 365–369.
74. Heo J. B., Lee S. B., Cho S. H., Kim J., Park S. H., Lee Y. S. // Mater. Lett. 2009. Vol. 63. P. 581–583.
75. Ma J., Qin Q.-Z. // J. Power Sources. 2005. Vol. 148. P. 66–71.
76. Penazzi N., Arrabito M., Piana M., Bodoardo S., Panero S., Amadei I. // J. European Ceramic Society. 2004. Vol. 24. P. 1381–1384.
77. Hu G.-R., Gao X.-G., Peng Z.-D., Du K., Tan X.-Y., Liu Y. J. // Transactions Nonferrous Metals Soc. of China. 2007. Vol. 17. P. 296–300.
78. Morales J., Santos-Pena J., Rodriges-Castellon E., Franger S. // Electrochim. Acta. 2007. Vol. 53. P. 920–926.
79. Chen Y., Okada S., Yamaki J.-I. // Composite Interfaces. 2004. Vol. 11. P. 227–283.
80. Axmann P., Stinner C., Wohlfahrt-Mehrens W., Mauger A., Gendron F., Julien C. M. // Chem. Mater. 2009. Vol. 21. P. 1636–1644.
81. Zaghib K., Mauger A., Goodenough J. B., Gendron F., Julien C. M. // Chem. of Mater. 2007. Vol. 19. P. 3740–3747.
82. Liao X.-Z., He Y.-S., Ma Z.-F., Zhang X.-M., Wang L. // J. Power Sources. 2007. Vol. 174. P. 720–725.
83. Yang L., Jiao L., Miao Y., Yuan H. // J. Solid State Electrochem. 2009. Vol. 13. P. 1541–1544.
84. Zheng J., Li X., Wang Z., Li J., Li L., Wu L., Guo H. // Ionics. 2009. Vol. 15. P. 753–759.
85. Myung S.-T., Komaba S., Hirosaki N., Yashiro H., Kumagai N. // Electrochim. Acta. 2004. Vol. 49. P. 4213–4222.
86. Higuchi M., Katayama K., Azuma Y., Yukawa M., Suhara M. // J. Power Sources. 2003. Vol. 119–121. P. 258–261.
87. Zhou J., Shen X., Jing M., Zhan Y. // Rare Metals. 2006. Vol. 25. P. 19–24.
88. Takahashi M., Tobishima S., Takei K., Sakurai Y. // J. Power Sources. 2001. Vol. 97–98. P. 508–511.
89. Yang J., Xu J. J. // J. Electrochem. Soc. 2006. Vol. 153. P. 716–723.
90. Huang Y., Ren H., Yin Sh., Wang Y., Peng Z., Zhou Y. // J. Power Sources. 2010. Vol. 195. P. 610–613.
91. Huang Y., Ren H., Peng Z., Zhou Y. // Electrochim. Acta. 2009. Vol. 55. P. 311–315.
92. Yang G., Zhang X., Liu J., He X., Wang J., Xie H., Wang R. // J. Power Sources. 2010. Vol. 195. P. 1211–1215.
93. Beninati S., Damen L., Mastragostino M. // J. Power Sources. 2009. Vol. 194. P. 1094–1098.
94. Rahgappa D., Ichihara M., Kudo T., Honma I. // J. Power Sources. 2009. Vol. 194. P. 1036–1042.
95. Liu J., Jiang R., Wang X., Huang T., Yu A. // J. Power Sources. 2009. Vol. 194. P. 536–540.
96. Lu Y., Shi J., Guo Z., Tong Q., Huang W., Li B. // J. Power Sources. 2009. Vol. 194. P. 786–793.
97. Konarova M., Taniguchi I. // J. Power Sources. 2009. Vol. 194. P. 1029–1035.
98. Yu F., Zhang J., Yang Y., Song G. // J. Power Sources. 2009. Vol. 189. P. 794–797.
99. Zhang Y., Feng H., Wu X., Wang L., Zhang A., Xia T., Dong H., Liu M. // Electrochim. Acta. 2009. Vol. 54. P. 3206–3210.
100. Jugovic D., Uskokovic D. // J. Power Sources. 2009. Vol. 190. P. 538–544.
101. Garcma-Moreno O., Alvarez-Vega M., Garcia-Alvarado F., Garcia-Jaca J., Gallarado J. M., Sanjuan M. L., Amador U. // Chem. of Mater. 2001. Vol. 13. P. 1570–1576.
102. Park K. S., Son J. T., Chung H. T., Kim S. J., Lee C. H., Kim H. G. // Electrochem. Commun. 2003. Vol. 5. P. 839–842.
103. Barker J., Saidi M. Y., Swoyer J. L. // Electrochem. and Solid-State Lett. 2003. Vol. 6. P. A53 – A55.
104. Kim H.-S., Cho B.-W., Cho W. I. // J. Power Sources. 2004. Vol. 132. P. 235–239.
105. Meligrana G., Gerbaldi C., Tuel A., Bodoardo S., Penazzi N. // J. Power Sources. 2006. Vol. 160. P. 516–522.
106. Aimable A., Aymes D., Bernard F., Cras F. L. // Solid State Ionics. 2009. Vol. 180. P. 861–866.
107. Guo X-F., Zhan H., Zhou Y.-H. // Solid State Ionics. 2009. Vol. 180. P. 386–391.
108. Kang B., Ceder G. // Nature Letters. 2009. Vol. 458. P. 190–193
109. Hamelet S., Gibot P., Casas-Cabanas M., Bonnin D., Grey C. P., Cabana J., Leriche J.-B., Crvajal J. R., Courty M., Levasseur S., Carlach P., Thournout M. V., Tarascon J.-M., Masquelier Ch. // J. Mater. Chem. 2009. Vol. 19. P. 3979–3991.
110. Yao J., Konstantinov K., Wang G. X., Liu H. K. // J. Solid State Electrochemistry. 2007. Vol. 11. P. 177–185.
111. Wang K., Cai R., Yuan T., Yu X., Ran R., Shao Z. // Electrochim. Acta. 2009. Vol. 54. P. 2861–2868.
112. Piana M., Arrabito M., Bodoardo S., D'Epifanio A., Satolli D., Croce F., Scrosati B. // Ionics. 2002. Vol. 8. P. 17–26.
113. Chang Z.-R., Lv H.-J., Tang H.-W., Li H.-J., Yuan X.-Z., Wang H. // Electrochim. Acta. 2009. Vol. 54. P. 4595–4599.
114. Konarova M., Taniguchi I. // Powder Technology. 2009. Vol. 191. P. 111–116.
115. Tang K., Sun J., Yu X., Li H., Huang X. // Electrochim. Acta. 2009. Vol. 54. P. 6565–6569.
116. Julien C. M., Mauger A., Ait-Salah A., Massot M., Gendron F., Zaghib K. // Ionics. 2007. Vol. 13. P. 395–411.
117. Ait-Salah A., Mauger A., Jilien C. M., Gendron F. // Mater. Sci. Eng. B. 2006. Vol. 129. P. 232–244.
118. Song M.-S., Kang Y.-M., Kim Y.-I., Park K.-S., Kwon H.-S. // Inorg. Chem. 2009. Vol. 48. P. 8271–8275.
119. Drozd V., Liu G. Q., Liu R. S., Kuo H. T., Shen C. H., Shy D. S., Xing X. K. // J. Alloys and Compounds. 2009. Vol. 487. P. 58–63.
120. Xu Y., Lu Y., Yan L., Yang Z., Yang R. // J. Power Sources. 2006. Vol. 160. P. 570–576.
121. Sun L. Q., Cui R. H., Jalbout A. F., Li M. J., Pan X. M., Wang R. S., Xie H. M. // J. Power Sources. 2009. Vol. 189. P. 522–526.
122. Li P., He W., Zhao H., Wang Sh. // J. Alloys and Compounds. 2009. Vol. 471. P. 536–538.
123. Zhou W., He W., Li Z., Zhao H., Yan S. // J. Solid State Electrochem. 2009. Vol. 13. P. 1819–1823.
124. Bodoardo S., Gerbaldi C., Meligrana G., Tuel A., Enzo S., Penazi N. // Ionics. 2009. Vol. 15. P. 19–26.

Журнал:

2009. Т. 9, № 4,