磷酸鐵鋰的制備及其表面高分子修飾.pdf

1、磷酸鐵鋰(LiFePO4)作為新一代鋰離子電池正極材料，以其高安全性、環(huán)境友好、循環(huán)性能穩(wěn)定和價格低廉等優(yōu)點引起了廣泛的關(guān)注。因其具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、工作電位適中、可逆容量高、無毒價廉等優(yōu)點，被認(rèn)為是繼尖晶石型LiMn2O4之后的極具發(fā)展?jié)摿Φ匿囯x子電池正極材料。
　　 但是它存在電導(dǎo)率低和鋰離子擴散緩慢的問題，導(dǎo)致材料在大電流充放電時產(chǎn)生可逆容量損失。在安全方面，傳統(tǒng)的無機材料仍然存在安全隱患，主要原因是當(dāng)電池過充時，易產(chǎn)生高價態(tài)金

2、屬氧化物，并伴隨氧氣的釋放，這導(dǎo)致與電解液發(fā)生劇烈的放熱反應(yīng)。因為隨著LiFePO4粒子尺寸的減小，鋰離子的傳輸深度和距離會相應(yīng)地縮短，電導(dǎo)率提高。本文旨在通過減小LiFePO4粒子尺寸的方法提高LiFePO4材料的額定比容量和循環(huán)穩(wěn)定性，再通過聚苯胺和其他有機物對其進(jìn)行包覆以達(dá)到進(jìn)一步提高LiFePO4的電導(dǎo)率和隔絕其與電解液發(fā)生反應(yīng)的目的。
　　 本文分別采用水熱法和溶劑熱法制備出了性能優(yōu)異的LiFePO4。XRD測試表明兩

3、種方法制備的LiFePO4的結(jié)構(gòu)均屬于正交晶系，空間群為Pnmb。水熱工藝下合成的LiFePO4形貌規(guī)則，無團(tuán)聚現(xiàn)象，顆粒分布均勻，粒徑為1μm左右。溶劑熱法制備出的LiFePO4形貌規(guī)則，無團(tuán)聚現(xiàn)象，顆粒細(xì)小且分布均勻，平均粒徑為200nm左右。且在此工藝下合成的納米級LiFePO4的首次充電容量為151.73 mAh·g-1，首次放電效率達(dá)到78.79％。經(jīng)過30次充放電循環(huán)以后樣品容量為首次放電容量的80.39％。
　　

4、用聚苯胺對納米級LiFePO4進(jìn)行包覆后，并沒有改變LiFePO4的晶體結(jié)構(gòu)。LiFePO4/PANi復(fù)合材料中有機物的含量為16.81％。而且摻雜聚苯胺之后，樣品的電導(dǎo)率從10-6提高到10-5數(shù)量級，提高了一個數(shù)量級。當(dāng)放電倍率為0.1 C時，摻雜聚苯胺樣品的放電容量達(dá)到162.39 mAh·g-1，且循環(huán)穩(wěn)定性良好，達(dá)到85.07％。
　　 制備了LiFePO4類流體，采用pH值調(diào)節(jié)法，使LiFePO4納米粒子表面帶上足夠