碳納米管對鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的改性研究.pdf

1、橄欖石型磷酸鐵鋰具有對環(huán)境友善，安全性能好，比容量高，循環(huán)性能好，價格便宜等優(yōu)點，被認為是非常具有潛力的鋰離子動力電池正極材料。然而，磷酸鐵鋰導電率低，高倍率性能差是限制其商業(yè)應(yīng)用的主要缺陷。所以，對磷酸鐵鋰的改性研究勢在必行，碳包覆就是其中最有效的手段。在碳包覆的研究領(lǐng)域，碳納米管因其良好的導電性，優(yōu)良的力學性能和獨特的一維結(jié)構(gòu)引起了高度的關(guān)注。本文以提高磷酸鐵鋰的電化學性能為主要目的，利用碳納米管從原位和非原位兩個方面對磷酸鐵鋰進行

2、包覆改性研究，力求在磷酸鐵鋰中形成碳納米管的導電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并且對改性后的磷酸鐵鋰的電化學性能進行了分析。
　　 非原位包覆方面，碳納米管作為導電劑對磷酸鐵鋰進行包覆改性，通過碳納米管的純化，并且借助機械攪拌，超聲等工藝，在3wt％MWCNTs和5wt％PVDF的條件下，形成了碳納米管的導電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。電化學性能測試表明，碳納米管包覆后的磷酸鐵鋰在2C下放電比容量達到120mAh/g，相對于0.2C下容量衰減了20％，5C下達到80

3、mAh/g，衰減47％;在0.25C下首次放電比容量為151 mAh/g，50次循環(huán)過后為145.5mAh/g，只衰減了3.75％。
　　 原位包覆方面，采用固相球磨法制備出納米級的磷酸鐵鋰，碳納米管作為碳包覆的碳源對磷酸鐵鋰進行原位包覆。通過超聲，攪拌等工藝手段，并且借助PVDF的分散作用和前驅(qū)體的預(yù)炭化，實現(xiàn)了碳納米管在磷酸鐵鋰中的均勻分散和對磷酸鐵鋰的有效包覆。電化學性能測試表明，碳納米管包覆后的磷酸鐵鋰在0.2C電流下放