高溫固相法制備納米化LiFePO4-C正極材料及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、鋰離子電池以其工作電壓高、能量密度大、循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放電小、無(wú)記憶效應(yīng)和“綠色”環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)而成為可移動(dòng)電源的首選。LiFePO4作為新一代鋰離子電池正極材料，其理論比容量為170mAh·g-1，電壓平臺(tái)為3.4V(相對(duì)于Li/Li+)，具有價(jià)格低廉，環(huán)保，熱穩(wěn)定好，安全性高，循環(huán)性能優(yōu)越等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是鋰離子電池理想的正極材料。然而較低的電子電導(dǎo)率和鋰離子擴(kuò)散系數(shù)影響了磷酸鐵鋰材料大倍率輸出性能。改善的方法主要有減小顆粒尺寸，表面碳包覆

2、和摻雜其他元素。其中減小顆粒尺寸和碳包覆被認(rèn)為是行之有效的方法。工作主要包括以下幾個(gè)方面：
　　 (1)以三價(jià)鐵源Fe(NO3)3·9H2O，采用共沉淀的方法，通過(guò)表面活性劑的引入，成功制備了粒徑在20-50nm的FePO4前軀體。分析了團(tuán)聚產(chǎn)生的原因，研究了不同分散方法對(duì)混料過(guò)程中前軀體的作用機(jī)理，發(fā)現(xiàn)研磨和超聲均能使FePO4團(tuán)聚體再次分散，達(dá)到與酚醛樹脂和鋰源均勻混合的目的，使得制備的LiFePO4/C顆粒粒徑在200nm

3、以內(nèi)，粒徑均勻，表現(xiàn)出了良好的電化學(xué)性能。
　　 (2)以水溶性酚醛樹脂為碳源制備LiFePO4/C正極材料，研究了水溶性酚醛樹脂的加入量及焙燒溫度對(duì)制備磷酸亞鐵鋰的純度以及電化學(xué)性能的影響。實(shí)驗(yàn)證明，酚醛樹脂的加入量及焙燒溫度對(duì)產(chǎn)物的純度及其電化學(xué)性能有較大影響；結(jié)果顯示，酚醛樹脂的加入量為35.7mL/mol(VSLiFePO4)，在700℃焙燒10h時(shí)，制備的LiFePO4/C納米顆粒為類球形，表面均勻地包覆了一層約5nm