電池與能源材料

橄欖石型 LiFePO₄ 正極的特徵,下列何者正確?

  1. ALi⁺ 在層間二維移動,充電時脫出一半以上的 Li 會使層狀結構不穩定
  2. B為尖晶石型而具有3維的 Li⁺ 通道,Mn 溶出造成的電容量下降是課題
  3. CP–O 的強鍵結使其不易釋放氧,但電子導電性低,因此要微粒化並加上碳包覆使用
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正確答案:C. P–O 的強鍵結使其不易釋放氧,但電子導電性低,因此要微粒化並加上碳包覆使用

在 LiFePO₄ 中,氧與 P 以強共價鍵結合成 PO₄ 四面體,因此即使過充電或高溫也不易釋放氧,熱安全性優異。另一方面,Li⁺ 的擴散只限於1維隧道,電子導電性也極低,因此要將粒子縮小到100 nm 左右,並以碳覆蓋表面使用。Li⁺ 在層間以2維方式移動、脫出約一半以上的 Li 時結構變得不穩定,是層狀岩鹽型 LiCoO₂ 的特徵。具有3維通道、Mn 溶出是課題的,則是尖晶石型的 LiMn₂O₄。

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