碳包覆磷酸鐵鋰微波法合成研究.pdf

1、磷酸鐵鋰(LiFePO4)作為鋰離子電池的正極材料，因其具有相對較高的理論容量（170 mAh/g）、平穩(wěn)的充放電電壓平臺、高安全性、較好的熱穩(wěn)定性、環(huán)境友好等優(yōu)點，成為可充電鋰離子電池的研究熱點。本文以FePO4·2H2O為鐵源、LiOH·H2O為鋰源，通過流變相和噴霧干燥法制備前驅體，用2450MHz、675W的電磁波作為加熱源，研究不同碳源材料對一步法合成碳包覆磷酸鐵鋰(LiFePO4/C)的形貌、結構及性能的影響。
　　

2、 通過差示掃描量熱法(DSC)、熱重-差熱分析法(TG-DTA)熱分析手段，X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)等材料分析方法及恒電流充放電、循環(huán)伏安(CV)電化學測試技術對合成材料進行表征和分析，研究發(fā)現(xiàn)，當?shù)徒殡姵?shù)的聚乙二醇(PEG10000)為碳源，因其微波加熱熱慣性極小、反應選擇性高，導致PEG10000碳化不完全，影響材料的電化學性能。以0.05 mol LiOH·H2O、 FePO

3、4·2H2O分別為鋰源、鐵源為例，蔗糖、聚乙二醇(PEG10000)、淀粉分別作為碳源，采用流變相-微波法合成LiFePO4/C，通過碳源添加量和微波加熱時間的優(yōu)化，研究表明:PEG10000最佳加入量為6g，微波加熱30 min，0.1C倍率放電最大比容量為107 mAh/g;蔗糖最佳加入量為2.5g，微波加熱25 min，0.1C倍率放電最大比容量為111 mAh/g;而淀粉最佳加入量亦為2.5g，微波加熱25 min，0.1C倍率

4、放電最大比容量則可達到122 mAh/g。
　　 采用流變相和噴霧干燥法制備含LiOH· H2O、FePO4·2H2O和碳源的前驅體，比較了兩種前驅體工藝對微波加熱相同時間合成磷酸鐵鋰的表觀形貌、電化學性能的影響。研究表明蔗糖(C12H22O11)、淀粉(C6H10O5)n為碳源，流變相-微波法合成的LiFePO4表觀形貌比噴霧干燥-微波合成材料顆粒團聚嚴重，流變相-微波法合成材料電化學性能優(yōu)于噴霧干燥-微波法合成材料;檸檬酸(