LiFePO4正極材料液相法制備及電化學(xué)性能研究.pdf

1、橄欖石結(jié)構(gòu)的LiFePO4材料具有來源廣泛、比容量高、循環(huán)性能良好、安全性能好、對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，成為最有前途的鋰離子電池正極材料之一。本論文以磷酸鐵鋰作為研究對(duì)象，采用液相法合成，系統(tǒng)地對(duì)其合成影響因素，材料改性進(jìn)行研究。并對(duì)LiFePO4材料生產(chǎn)中反應(yīng)液循環(huán)及后處理工藝進(jìn)行探究。
　　以FeSO4·7H2O為鐵源，NH4H2PO4為磷源，CH3COOLi為鋰源,H2O2，自制還原劑為原料，采用液相法制備LiFePO4正極材料。

2、分別以0.05mol/L,0.1mol/L,1mol/L,1.2mol/LFeSO4和NH4H2PO4不同濃度合成前驅(qū)體磷酸鐵，利用X-射線衍射、掃描電子顯微鏡、能譜分析、電化學(xué)性能測(cè)試方法對(duì)合成的FePO4和LiFePO4材料的物相結(jié)構(gòu)、表面形貌及電化學(xué)性能進(jìn)行研究，結(jié)果表明，F(xiàn)eSO4和NH4H2PO4溶液濃度分別為1mol/L合成的前驅(qū)體FePO4制備的LiFePO4樣品具備良好的電化學(xué)性能，0.1C倍率下首次放電是157.1mA

3、h·g-1，達(dá)到理論比容量的92.4％。
　　本論文對(duì)不同類型的碳導(dǎo)電劑前驅(qū)物對(duì)LiFePO4材料進(jìn)行表面包覆改性。結(jié)果表明，以聚乙二醇400為碳源，碳化后材料粒徑減小，0.1C倍率下，首次放電比容量是159.9mAh·g-1,與未添加的材料比，容量稍有提高。以葡萄糖為碳源，0.1C倍率下，首次放電比容量是146.9mAh·g-1，達(dá)到理論比容量的86.4%。
　　本文還對(duì)LiFePO4正極材料的離子摻雜改性進(jìn)行研究，采用氧

4、化鎂為鎂源，氧化釩為釩源，合成化合物L(fēng)iFe1-xMxPO4（M=Mg,V），對(duì)其結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能表征，能譜顯示兩種金屬離子摻雜成功，摻入鎂離子和釩離子的LiFePO4正極材料首次放電比容量分別是137.9mAh·g-1，139.0mAh·g-1。
　　另外，研究了磷酸鐵鋰液相法制備中反應(yīng)液循環(huán)。制備中反應(yīng)液不經(jīng)過處理直接使用，溶劑乙醇蒸餾后使用。結(jié)果表明，制備FePO4·xH2O時(shí)反應(yīng)液不經(jīng)過任何處理直接使用五次，制得樣品純度較