鋰離子電池正極材料磷酸鈷鋰的制備與改性.pdf

1、橄欖石結(jié)構(gòu)的LiCoPO4正極材料的理論放電比容量為167mAh/g，且具有4.8V的高放電平臺，被譽(yù)為―5V‖材料，近年來引起了很多研究者的關(guān)注。但由于純凈的LiCoPO4材料的制備較為困難，且 LiCoPO4材料的電導(dǎo)率較低，導(dǎo)致了其充放電過程中的容量和倍率等電化學(xué)性能較差。本文重點(diǎn)通過水熱法和球磨輔助固相法來制備 LiCoPO4材料，并通過固相法對其進(jìn)行了B元素?fù)诫s和石墨烯包覆的改性研究。
　　以苯甲醇和水體積比1:1的混合

2、溶劑作為水熱反應(yīng)體系制備了LiCoPO4材料，通過控制變量法探索了影響LiCoPO4材料結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的因素。實驗結(jié)果表明，當(dāng)反應(yīng)溫度控制為200℃，反應(yīng)體系pH調(diào)節(jié)為7.5，反應(yīng)時間為10h條件下合成得到的樣品為純凈的LiCoPO4樣品，為2um左右的片狀顆粒，充放電測試結(jié)果表明，5wt％碳包覆的LiCoPO4/C樣品在0.1C倍率下的首次放電比容量為96.4mAh/g。
　　采用球磨輔助固相法合成了純相的LiCoPO4材料，

3、并對樣品合成的燒結(jié)溫度進(jìn)行了探索。實驗結(jié)果表明，600℃條件下合成出的LiCoPO4樣品具有較好的晶體結(jié)構(gòu)，在0.1C倍率下進(jìn)行充放電，首次放電比容量為99mAh/g。
　　采用球磨輔助固相法合成了B摻雜的LiCo(P1-xBxO4-δ)/C復(fù)合材料。5%B摻雜的LiCo(P0.95B0.05O4-δ)/C樣品在0.1C和1C倍率下的首次放電比容量分別為113.9mAh/g和75.2mAh/g，分別高于未進(jìn)行 B摻雜的LiCoPO

4、4/C樣品的103.5mAh/g和44.8mAh/g。結(jié)果表明適量的B摻雜提高了樣品的導(dǎo)電性，進(jìn)而提升了材料的電化學(xué)性能。
　　采用球磨輔助固相法合成了石墨烯包覆的LiCoPO4/C/G復(fù)合材料。實驗結(jié)果表明，具有超高導(dǎo)電性能的石墨烯的引入很好的改善了樣品的導(dǎo)電性能，降低了樣品電極在充放電過程中的極化，進(jìn)而提升了樣品的電化學(xué)性能。石墨烯摻雜的LiCoPO4/C/G樣品在0.1C和1C充放電倍率下的首次放電比容量分別為146.3mA