鋰電正極材料LiFePO4-C的制備及其性能研究.pdf

1、近年來(lái)，具有橄欖石型結(jié)構(gòu)的LiFePO4被認(rèn)為是應(yīng)用在便攜式電子產(chǎn)品和電動(dòng)汽車(chē)上最有前途最理想的正極材料之一。這種材料擁有自己獨(dú)有的特征，比如高的充放電比容量，價(jià)格低廉、環(huán)境相容、綠色無(wú)毒、良好的熱穩(wěn)定性，能夠很好的滿足宿主載體使用環(huán)境的要求[1]。但是主要的缺點(diǎn)在于它固有的低的導(dǎo)電率，大約是10-9～10-10S· cm-1，低的鋰離子傳輸率，大約為10-14cm2·s-1，由于這個(gè)原因，只有在比較小的電流密度下，LiFePO4才具有

2、較高的比容量，這個(gè)限制因素很難滿足高速率驅(qū)動(dòng)運(yùn)行的電動(dòng)汽車(chē)電源系統(tǒng)。因此，近年來(lái)的研究主要集中在如何提高由LiFePO4衍生出來(lái)的一系列正極材料的導(dǎo)電率和鋰離子傳輸速率上面，其中碳包覆改善LiFePO4得到碳包覆LiFePO4/C方法簡(jiǎn)單易行有效，并且通過(guò)這種方式可以實(shí)現(xiàn)提高LiFePO4的大電流放電能力和循環(huán)穩(wěn)定性的目的。
　　 本文主要采用高溫?zé)Y(jié)法和水熱還原法，圍繞碳包覆改善LiFePO4/C這個(gè)中心點(diǎn)展開(kāi)工作，進(jìn)行了以下

3、幾方面的探討和研究:
　　 首先通過(guò)對(duì)比純相LiFePO4和碳包覆以后的LiFePO4/C的電化學(xué)性能，確定了LiFePO4/C的性能優(yōu)于LiFePO4，0.1C時(shí)LFP和LFP/C的首次放電比容量分別為120.6mAh·g-1和150.7mAh·g-1;并對(duì)碳包覆改善中四種具有代表性的碳源葡萄糖、酚醛樹(shù)脂、聚乙烯醇、聚丙烯進(jìn)行了TG-DTG分析并對(duì)比了復(fù)合后的LiFePO4/C的電化學(xué)性能，確定了固相高溫合成法下較佳的包覆碳源

4、為聚乙烯醇，聚乙烯醇產(chǎn)物導(dǎo)電率3.4×10-3S·cm-1，0.1C首次放電容量達(dá)150.7583mAh·g-1。
　　 同樣的四種包覆碳源采用水熱合成法合成產(chǎn)物L(fēng)iFePO4/C，通過(guò)判斷Fe3+是否還原為Fe2+確定水熱合成法下較佳包覆碳源為聚乙烯醇;并且探討了不同水熱條件如PVA用量、水熱溫度、時(shí)間，高溫?zé)Y(jié)溫度、時(shí)間對(duì)產(chǎn)物性能的影響，確定了較佳水熱還原制備合成條件為PVA用量3.0g，工藝條件為先在180℃水熱反應(yīng)6h，