新型液相沉淀法制備磷酸鐵鋰并利用聚碳酸酯和葡萄糖對其改性研究.pdf

1、磷酸鐵鋰(LiFePO4)由于其循環(huán)性能優(yōu)良、安全性好、價格低廉、原材料來源廣泛而被認(rèn)為是最有開發(fā)前景和潛力的鋰離子電池正極材料。但電導(dǎo)率較低和高倍率充放電性能差一直是限制其商業(yè)化的主要因素。本論文以提高電化學(xué)性能為目的，對新型液相沉淀法反應(yīng)條件、碳包覆和工藝改進等方面展開深入系統(tǒng)的研究。
　　 (1)采用新型液相沉淀法制備LiFePO4，利用液相分步反應(yīng)制備前軀體并采用相應(yīng)的燒結(jié)制度焙燒前軀體制備材料。考察了不同工藝條件對材料

2、電化學(xué)性能的影響，得出其最佳合成工藝條件為:水浴溫度為85℃，磷酸濃度為2mol/l（前軀體混合物溶液pH為8），鋰鐵比為1.02∶1，燒結(jié)溫度為700℃，燒結(jié)時間為4h，并通過X-射線衍射、掃描電鏡、透射電鏡、振實密度測量法和電化學(xué)性能測試方法對LiFePO4材料的晶體結(jié)構(gòu)、表觀形貌、電化學(xué)性能進行分析研究。并測定在2.5V-4.2V、0.5C倍率下循環(huán)30次后放電比容量為141.9mAh/g，容量保持率為98.30％
　　

3、(2)研究了聚碳酸酯(PC)和葡萄糖作為碳源包覆對LiFePO4材料結(jié)構(gòu)與性能的影響。當(dāng)加入15％PC和葡萄糖5％時，在2.5V-4.2V、0.5C倍率下經(jīng)過30次循環(huán)后放電比容量分別為151.4 mAh/g和156.4mAh/g，比容量相比最高放電比容量保持率為99.49％和100％，經(jīng)碳包覆后的材料具有更高的放電比容量和更好的循環(huán)性能且知葡萄糖的包覆效果優(yōu)于聚碳酸酯。
　　 (3)探討了利用超聲攪拌代替機械攪拌，葡萄糖液相碳

4、包覆等合成工藝優(yōu)化對LiFePO4材料結(jié)構(gòu)與性能的影響。當(dāng)利用優(yōu)化的工藝及葡萄糖包覆時，在2.5V-4.2V、0.5C倍率下第30次放電比容量為166.4mAh/g，最高放電比容量為167.9 mAh/g，30次循環(huán)后的容量保持率為99.11％;1C倍率下最高放電比容量為154.2mAh/g，經(jīng)過200次循環(huán)后放電比容量為136.5mAh/g，容量保持率為88.52％。說明優(yōu)化過的新型液相沉淀法制備前軀體可有效地控制粒徑生長，縮短鋰離子