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文檔簡介
1、鋰離子電池在電動車和儲能電池的大規(guī)模應用對電池的安全性能和比能量密度提出了更高的要求。橄欖石結構磷酸鹽系列材料LiMPO4(M=Fe、Mn、Co)由于安全性能好成為鋰離子電池正極材料的首選。相比LiFePO4,LiMnPO4具有更高的工作電壓和能量密度,成為目前研究熱點之一。但其離子和電子導電性差,嚴重影響了材料的電化學性能。另一種結構的磷酸鹽,單斜晶系的Li3V2(PO4)3正極材料具有更高的離子擴散系數和工作電壓,但是循環(huán)性能較差。
2、研究表明,對磷酸錳鋰進行離子摻雜以及與Li3V2(PO4)3材料復合能夠分別提高材料的電化學性能。為了進一步提高材料的電化學性能,本文將LiMn0.5Fe0.5PO4固溶體與Li3V2(PO4)3復合,提出了LiMn0.5Fe0.5PO4-Li3V2(PO4)3復合材料體系。基于此,本文主要研究以下內容:
首先,對Li3V2(PO4)3/C正極材料進行了系統(tǒng)的研究。研究了不同燒結溫度、碳源和合成方法對Li3V2(PO4)3/C
3、材料結構及性能影響。實驗結果表明,采用瀝青作為新型碳源,750℃燒結合成的正極材料具有較好的電化學性能。然后,采用噴霧干燥法合成了球形的Li3V2(PO4)3/C正極材料。與碳熱還原法對比發(fā)現,噴霧干燥合成的Li3V2(PO4)3/C材料具有更高的振實密度和更好的電化學性能。
其次,對LiMn0.5Fe0.5PO4/C固溶體材料進行了初步的研究。研究了固溶體材料的結構及電化學性能。XRD分析表明,材料的晶體結構沒有發(fā)生變化,晶
4、體的晶格常數略有減小,說明Fe2+成功摻入到材料晶體結構中。從SEM圖中可以看出,LiMn0.5Fe0.5PO4/C材料為棒狀納米顆粒,尺寸小于LiMnPO4/C。電化學測試表明,LiMn0.5Fe0.5PO4/C的容量和循環(huán)穩(wěn)定性能優(yōu)于LiMnPO4/C。
最后,在此基礎上,合成和研究LiMn0.5Fe0.5PO4-Li3V2(PO4)3復合材料體系。采用流變相法合成復合正極材料體系并研究了不同燒結溫度和復合比例對材料的影響
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