鋰離子電池陰極材料LiFePO4的研制.pdf

1、鋰離子電池陰極材料LiFePO4（又稱正極材料LiFePO4）以其對環(huán)境友好，電壓平臺平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，安全性能出色和使用壽命較長等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注。但是，LiFePO4本身的電子和離子導(dǎo)電性極差，限制了其充放電性能。因此，人們采用包覆導(dǎo)電劑（導(dǎo)電碳、金屬顆粒等）和金屬離子摻雜等改性措施來提高其電化學(xué)性能。
　　本文采用工藝簡單、操作方便的高溫固相法，用低成本的Li3PO4、FePO4·xH2O、Fe粉和蔗糖作為原料合成LiFeP

2、O4。用將Mg2+和Cu2+分別對LiFePO4/C復(fù)合物進(jìn)行摻雜。用脈沖激光沉積法(PLD)制備LiFePO4薄膜，并優(yōu)化了脈沖激光沉積參數(shù)。通過XRD、SEM等測試手段，研究了各個(gè)樣品的晶體結(jié)構(gòu)和表面形貌，重點(diǎn)研究脈沖激光沉積參數(shù)對薄膜的結(jié)晶性能和表面形貌的影響，并且研究了樣品的電化學(xué)性能。
　　摻雜Mg2+和Cu2+后的LiFePO4/C粉末，其XRD圖譜與純相的正交橄欖石型結(jié)構(gòu)的LiFePO4的標(biāo)準(zhǔn)譜（JCPDS40-14

3、99）相符合，圖譜中的衍射峰峰型比較尖銳，峰寬很窄，而且沒顯示出摻雜物(MgO、ZnO和CuO)的峰。在0.2C下，摻雜Cu2+的樣品首次放電比容量115.84mAh/g，比未摻雜時(shí)首次放電比容量77.7mAh/g有很大提高，循環(huán)50次后，放電容量高達(dá)93.4％。
　　對脈沖激光的制備LiFePO4薄膜的工藝進(jìn)行了研究。發(fā)現(xiàn)：（1）薄膜的取向受溫度、氣壓和激光能量的影響。隨退火溫度的升高，衍射峰的顯著加強(qiáng)。沉積時(shí)間對薄膜的結(jié)晶度影