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作者:朱维钢;何利华;赵中伟;
单位:中南大学冶金与环境学院;稀有金属冶金与材料制备湖南省重点实验室;
摘要:高电流密度是电化学脱嵌法盐湖提锂产业化应用的关键,而活性物质LiFePO_4的涂覆量对电流密度和电极循环性能有显著的影响。本文通过循环伏安(CV)方法研究了不同涂覆密度电极的电化学性能,并结合脱嵌锂实验考察了涂覆密度对LiFePO_4电极锂吸附容量、电流密度、循环性能的影响规律。研究结果表明:随着涂覆密度的增加,一方面活性物质LiFePO_4的含量增加,有利于提高电流密度,另一方面锂离子传质距离加长,传质阻力增加,以至于锂离子在短时间内难以扩散进入电极材料内层参与反应,导致电化学体系的极化程度增大,电极的循环性能逐渐变差,因此存在最佳涂覆密度以实现电极最优提锂性能;在实验研究范围内,当涂覆密度为55 mg·cm~(-2)时,最大电流密度可达13.83 A·m~(-2),在模拟卤水中,电极材料对锂的吸附容量为32.5 mg·g~(-1),经50周期循环后其容量保持率为90.62%,电极材料质量损失小,表现出优异的提锂性能和循环性能。
关键词:电化学脱嵌法;;盐湖提锂;;LiFePO_4;;涂覆密度;;电流密度
基金资助:国家重点研发计划青年科学家项目(2022YFC2906200);; 湖南省科技创新领军人才项目(2023RC1024);; 新疆自治区重大专项(2022A01005)资助