(LiFePO4，LPF)被广泛用作锂离子电池的低成本正极材料，但低离子电导率和电子电导率限制了其倍率性能。人们已经做了大量的努力来克服这一限制，例如用碳涂覆LFP、将LFP与导电剂混合和减小LFP的颗粒尺寸，这些方法改进了导电性，并缩短了离子扩散长度。然而，这种碳涂层通常是非晶的，其电导率明显低于石墨。同时，电极通常由包含LFP粒子、粘合剂和导电剂的混合物制成，它们紧密接触形成导电网络。过度减小LFP粒子的尺寸会降低振实密度，并可能产生更多的界面接触，这会增加界面电阻并破坏整体导电性。

近日，美国加州大学洛杉矶分校Li Shen、Runwei Mo和Yunfeng Lu团队在Nano Letters上发表最新研究成果，报道了磷酸铁锂/石墨复合材料的合成，其中磷酸铁锂纳米粒子生长在石墨基体中。石墨基体具有多孔、高导电性和高机械强度特性，制备的电极具有出色的循环性能和倍率性能。该研究为低成本、长寿命和高功率电池提供了新策略。

研究亮点

（1）将LFP粒子嵌入到石墨层间，得到一种高性能锂电正极材料；

（2）LFP/石墨复合材料具有高导电性、低界面电阻和多孔结构；

（3）采用LFP/石墨复合材料制成的电极在10C和60C下的体积能量密度，分别高达560W h L−1和427 W h L−1，显著优于商用磷酸铁锂。

1.LFP/石墨复合材料制备

图1a为LFP/石墨复合材料的合成过程。首先使用熔盐方法将FeCl3嵌入天然石墨，随后在含有锂和磷酸盐的乙二醇中溶剂热反应，在石墨层内形成LFP粒子。高温下的进一步退火得到嵌入微米级石墨颗粒中的纳米LFP颗粒。

如图1b所示，纳米LFP的形成使粒子内的离子扩散长度最小化，将LFP纳米粒子嵌入连续石墨片中，使其界面电阻最小化，并且在LFP形成期间产生多孔结构，允许电解质的有效传输。