I metodi di sintesi classici possono essere classificati in solidi reazioni e metodi di soluzione, in base ai precursori utilizzati (Figura 2).

Il processo in ceramica è il metodo di sintesi più semplice e tradizionale perché della sua facile procedura e facile scala-up. Consiste sulla rettifica manuale dei reagenti e loro Riscaldamento successivo in atmosfera aria, ossidativa, riducente o inerte, a seconda del composto target Il grande svantaggio di questo metodo è la necessità di elevate temperature di calcolo, da 700 a 1500º C, che provoca la crescita e sinterizzazione dei cristalli, che portano a Dimensioni del micrometro Particelle (> 1 m) [EOM, J. et al. (2008); Cho, y. Cho, J. (2010); MI, c.h. et al. (2005); Yamada, A. et al. (2001)]. Le dimensioni macroscopiche di come particelle sintetizzate portano alla cinetica limitata di Li Inserimento / Estrazione E rende difficile il corretto rivestimento in carbonio delle particelle fosfato [SONG, H-K. et al. (2010)]. Per Questo motivo è stato necessario aggiungere carbonio Durante o dopo il processo di rettifica, il che implica l'uso di un passaggio di macinazione extra [Liao, x.z. et al. (2005); Zhang, S.S. et al. (2005); Nakamura, T. et al. (2006); MI, c.h. et al. (2005)]. MecanoChemical L'attivazione può essere considerata come variante del metodo ceramico, ma la temperatura di calcolo finale è inferiore, di circa 600º c [kwon, s.j. et al. (2004); Kim, c.w. et al. (2005); Kim, J-K. et al. (2007)]. Questo Via, la dimensione del grano è leggermente inferiore a causa di meccanico fresatura.

FIG. 2. schematico dei metodi di sintesi classica utilizzati per preparare materiali per elettrodi per Li-ion batterie.
Macinato a mano I precursori possono anche essere attivati ​​da radiazioni a microonde [song, m-s. et al. (2007)]. Se Almeno uno dei reagenti è sensibile al microonde, la miscela può ottenere temperature sufficientemente elevate in modo da raggiungere la reazione e ottenere il composto mirato in tempi di riscaldamento molto corti, tra 2 e 20 minuti. Questo Fattore rende questo metodo di sintesi un modo economico per ottenere le fasi desiderate. A volte, quando È desiderato un composito carbonioso, il carbonio attivo può essere utilizzato per assorbire le radiazioni a microonde e riscaldare il campione [parco, K.S. et al. (2003)]. Additivi organici come il saccarosio [Li, W. et al. (2007)], Glucosio [Beninati, S. et al. (2008)] o acido citrico [Wang, L. et al. (2007)] Può essere utilizzato nella miscela iniziale per entrare Situ carbonio formazione. Tipo di ossido La generazione di impurità non è solitamente indicata in letteratura, ma, a volte, l'atmosfera di reazione è così riducendo quel carburo di ferro (FE7C3) o ferro fosfuro (FE2P) sono generati come fasi secondarie [canzone, m-s. et al (2008)]. La dimensione delle particelle di fosfati ottenuta da questo metodo di sintesi varia tra 1 e 2 M, ma sono stati riportati due effetti in relazione a questo Parametro. La crescita delle particelle è stata correlata con l'aumento dell'esposizione a microonde Tempi. Tuttavia, in presenza di maggiori quantità di precursore del carbonio le particelle Decrese in taglia che porta a 10-20 nm particelle. I metodi di sintesi che comprendono lo scioglimento di tutti i reattivi promuovono una maggiore omogeneità in finale campioni. entrambi Coprecipitation e Idrotermica I processi consistono sulla precipitazione e la cristallizzazione del composto mirato sotto il normale (coprecipitazione) o alto (idrotermoso) temperatura e pressione Condizioni. di solito coprecipitazione comporta un successivo processo di riscaldamento, che migliora la crescita delle particelle [Park, K.S. et al. (2004); Yang, m-r. et al. (2005)]. Tuttavia, i recenti progressi nel metodo di precipitazione diretta hanno prodotto materiali stretti di dimensioni delle particelle, di circa 140 Nm, con proprietà elettrochimiche avanzate in termini di capacità specifica (147 Mah G-1 A 5c Tariffa) così come in termini di ciclicabili (No Capacità significativa svanisce dopo più I 400 cicli) senza rivestimento in carbonio [Delacourt, C. et al. (2006)]. D'altra parte, Idrotermica La sintesi è un metodo efficace per ottenere ben cristallizzato Materiali con morfologie ben definite, dove nessuna aggiuntiva ad alta temperatura Il trattamento è necessario, ma nessuna particella di piccola taglia può essere ottenuta. Triphilite Cristalli di circa 1x3 M sono stati prodotti da questo metodo senza rivestimento carbonaceo [Yang, S. et al. (2001); Tajimi, S. et al. (2004); Dokko, K. et al. (2007); Kanamura, K. e Koizumi, S. (2008)]. Il rivestimento conduttivo del carbonio può essere prodotto utilizzando diversi additivi che fungono anche da agenti riduttivi, come il saccarosio, ascorbico Acido [Jin, B. e gu, h-b. (2008)] o nanotubi di carbonio [Chen, J. e Whitingham, M.S. (2006)].

La preparazione di LifePo4 Campioni di Idrotermica metodo usando temperature di riscaldamento qui sotto 190º c è stato dimostrato di creare fasi olivine con qualche inversione tra Siti Fe e Li, con 7% degli atomi di ferro nei siti di litio, e anche la presenza di piccole quantità di Fe (III) nel materiale. Diffusione dei ioni di litio in LifePo4 è unidimensionale, perché i tunnel dove Gli ioni Li sono localizzati lungo l'asse B non sono collegati, quindi gli ioni di litio risiedono nei canali non può saltare facilmente da un tunnel a un altro se Fe (III) Gli ioni sono presente. Quindi, qualsiasi blocco nel tunnel bloccherà il movimento del litio ioni. Questo Modo, la presenza di atomi di ferro sui siti di litio impedisce la diffusione di Li ioni lungo i canali nella struttura e mette a repentaglio elettrochimico performance.for Questo motivo, materiali sintetizzati sotto Idrotermica Condizioni a 120º c non ha raggiunto 100 Mah · G-1 [Yang, S. et al. (2001)]. L'uso di temperature più elevate, l'aggiunta di lascorbico nanotubi acidi, carbonio o un successivo processo di ricottura (500-700º c) Sotto l'atmosfera di azoto può produrre ordinati LifePo4 Fasi che sono in grado di Deliversurable Capacità di 145 Mah · G-1 [Whittingham, M.S. et al. (2005); Chen, J. et al. (2007)].

uno studio di nazar et al. sulle diverse variabili che influenzano il Hydrotermal I processi concludono che, in primo luogo, le dimensioni del cristallo possono essere controllate dalla temperatura di reazione e dalla concentrazione dei precursori all'interno del reattore, perché La concentrazione di precursori più elevata crea una maggiore quantità di nucleazione Siti, che portano così a particelle più piccole taglie. Al secondo posto, la diminuzione della temperatura di sintesi comporta anche le dimensioni più piccole delle particelle, ma i tempi di reazione più brevi non hanno un'influenza notevole sulla morfologia del prodotto, una volta superata il tempo minimo di reazione [B. et al. (2007a)]. Tra I metodi della soluzione, sol-gel Il processo è un metodo classico utilizzato per ottenere diversi tipi di materiali inorganici [Kim, D.H. e Kim, J. (2007); Pechini, P. Brevetto; Baythoun, m.s.g. e vendita, f.r. (1982)]. Oltre all'omogeneità promossa dalla soluzione di reagenti iniziali, questo metodo consente l'introduzione di una fonte di carbonio che può fungere da fattore di controllo delle dimensioni delle particelle, lascia un carbonio che può essere utile per creare compositi di carbonio e, infine, consente l'uso di più basso temperature di riscaldamento Than in metodi di reazione a stato solido [HSU, k-f. et al. (2004); Chung, h-t. et al. (2004); Choi, D. e Kumta, P.n. (2007)]. Questo modo, sintetizzando una fase in ceramica o sol-gel Il metodo sotto gli stessi trattamenti termici consente di ottenere dimensioni inferiori alle particelle per Sol-Gel Campioni [Piana, M. et al. (2004)].