鋰離子電池LiFePO4正極材料制備工藝與改性的研究.pdf

1、鋰離子電池正極材料LiFePO4由于具有較高的理論比容量，穩(wěn)定的循環(huán)性能以及較為廉價(jià)的成本等優(yōu)點(diǎn)而引起人們極大的興趣。本文以探索制備工藝和性能改善為目的，運(yùn)用高溫固相法，主要從以下幾個(gè)主要方向著手去研究。
　　(1)研究不同含鐵試劑對(duì)LiFePO4電化學(xué)性能的影響。分別以FeC2O4·2H2O和FeCl2作為鐵源制備LiFePO4，前者具有較高的結(jié)晶度、較好的高倍率性能和電化學(xué)穩(wěn)定性。并且，球料比10∶1，燒結(jié)溫度660℃時(shí)，以F

2、eC2O4·2H2O為鐵源制備的LiFePO4具有較小的晶胞體積，較高的放電容量，10C時(shí)400個(gè)循環(huán)后仍具有87.5 mAh·g-1的放電容量。
　　(2)錳摻雜LiFePO4/C復(fù)合材料的合成及其電化學(xué)性能的研。摻雜Mn6mol％的LiFePO4/C正極材料具有較好的電化學(xué)性能，0.2C時(shí)放電容量135 mAh·-1，3C仍具有100mAh·g-1，材料具有較好的可逆性、高倍率電性能。并且，燒結(jié)22 h樣品具有較好的容量性能，

3、0.1C首次充放電容量接近140 mAh·g-1，0.2C達(dá)到134mAhg-1，3C時(shí)仍具有105mAhg-1。
　　(3)Na、Ni元素分別部分替代LiFePO4/C中Li、Fe位置，發(fā)現(xiàn)摻雜之后的樣品電化學(xué)性能有所改善，并且摻雜后樣品的晶體結(jié)構(gòu)并沒有改變。羧甲基纖維素鈉(NaCMC)為Na源制備的樣品電化學(xué)性能較好，具有較小的阻抗，較好的倍率性能。Ni摻雜量為9mol％時(shí)材料具有較好的電化學(xué)性能，0.2C具有138.15 m

4、Ah·g-1的放電容量，交換電流密度達(dá)到8.1×10-3 mAcm-2。Na和Ni共摻后能夠彌補(bǔ)單獨(dú)Na摻雜時(shí)高倍率下放電容量較低和單獨(dú)Ni摻雜循環(huán)穩(wěn)定性較差的缺陷。
　　(4)通過研究Zr摻雜、Al修飾、及Al修飾和Zr摻雜LiFePO4/C正極材料發(fā)現(xiàn):不同量Zr摻雜進(jìn)行摻雜時(shí)，由于Zr摻雜量有限，加入ZrCL4量為6mol％和9mol％時(shí)出現(xiàn)ZrO。加入ZrCL4量為6mol％的樣品電化學(xué)性能最好。不同量Al粉進(jìn)行修飾時(shí)，隨