改性鋰離子電池正極材料Li5FeO4的制備及改性研究.pdf

1、本文的主要工作內(nèi)容是研究鋰離子電池正極材料Li5FeO4的摻雜改性,以改善電池正極材料的電化學(xué)性能。研究了反螢石型Li5FeO4固相法制備工藝的優(yōu)化,分別研究了Co和CNT摻雜鐵酸鋰的制備工藝,Mn和CNT摻雜鐵酸鋰制備對反螢石型鐵酸鋰晶體結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響,并且進行了Li3V2(PO4)3/PANI的制備及其表征,通過表征結(jié)果分析了摻雜改性的作用機理。
　　主要實驗內(nèi)容如下:
　　1、利用FTIR,X-raydiffr

2、action(XRD),scanningelectronmicroscope(SEM)以及充放電測試等方法研究了反螢石型Li5FeO4制備工藝的優(yōu)化。以LiOH·H2O和Fe(NO3)3·9H2O作為合成了反螢石型Li5FeO4正極材料的鋰源和鐵源,并與其它鋰源和鐵源進行了分析比較。在以LiOH·H2O和Fe(NO3)3·9H2O作為鋰源和鐵源的基礎(chǔ)上,進一步考察了原料的最佳配比(Li/Fe),最終確定TLiOH·H2O和Fe(NO3)

3、3·9H2O是合成反螢石型LisFeO4的最佳原料。
　　2、采用固相法經(jīng)過兩步制備TLi5Fe1-xCoxO4/CNT鋰離子電池正極材料。這個過程包括以下步驟:將原料LiOH·H2O,Fe(NO3)3·9H2O和Co(YO3)2·6H2O充分混合并且仔細(xì)研磨,先在470℃條件下燒結(jié)10小時制備前軀體,然后再在750℃條件下燒結(jié)3小時。為了提高材料的導(dǎo)電性,向Li5Fe1-xCoxO4中加入碳納米管,制備Li5Fe1-xCoxO4

4、/CNT復(fù)合材料。所得樣品進行紅外光譜(FTIR),x-射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)以及電池的充放電測試。研究結(jié)果表明,碳納米管可以顯著改善Li5Fe1-xCoxO4的電化學(xué)性能,更為重要的是本研究中觀察到碳納米管的引入能夠影響樣品的粒徑大小。
　　3、采用固相法經(jīng)過兩步制備Li5Fe1-xMnxO4/CNT鋰離子電池材料。這個過程包括以下步驟:將原料LiOH·H2O,Fe(NO3)3·9H2O和Mn(CH3COO)2·

5、4H2O充分混合并且仔細(xì)研細(xì),先在470℃2條件下燒結(jié)10小時,緊接著在750℃條件下燒結(jié)3小時。為了提高材料的導(dǎo)電性,向Li5Fe1-xMnxO4中加入碳納米管,制備Li5Fe1-xMnxO4/CNT復(fù)合材料。所得樣品進行紅外光譜(FTIR),x-射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)以及電池的充放電測試。研究結(jié)果表明,碳納米管可以改善Li5Fe1-xMnxO4的電化學(xué)性能,重要的是本研究中觀察到碳納米管的引入能夠改變樣品的粒徑大小。

6、
　　4.采用固相凝膠法制備鋰離子電池正極材料Li3V2(PO4)3/PANI.按摩爾出n(Li):n(V):n(P):n(oxalicacid)=3:2:3:2稱取LiOH·H2O,V2O5,NH4aH2PO4和草酸并且均勻混合,用稀鹽酸溶解混合物。然后向其中加入不同質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的苯胺,分別為5％,7％,10％,在60℃下磁力攪拌之生成藍(lán)綠色溶液,蒸干后得到綠色凝膠,凝膠于80℃條件下干燥至形成疏松多孔的綠色干凝膠用瑪瑙研磨后于空