鋰離子電池正極材料LiFePO4-C的制備及改性研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，能源問題和環(huán)境問題的日益突出，對電池的需求更加迫切。鋰離子電池因其具有比容量高、循環(huán)壽命長、工作電壓高、安全性能好、自放電率低、無記憶效應(yīng)、無污染等優(yōu)點(diǎn)，被譽(yù)為“綠色環(huán)保電源”。其中橄欖石結(jié)構(gòu)的LiFePO4由于原料豐富、價(jià)格低廉、安全性能高、熱穩(wěn)定性好、對環(huán)境友好、理論比容量(170mAh/g)高等優(yōu)勢，被認(rèn)為是鋰離子電池發(fā)展的理想正極材料。但是，LiFePO4存在兩個(gè)明顯的缺點(diǎn):一是電子電導(dǎo)率低和鋰離子擴(kuò)散系

2、數(shù)小，二是堆積密度低。通過碳包覆或者金屬離子摻雜LiFePO4材料，可以有效改善材料的性能。
　　本文以葡萄糖、磷酸二氫鋰和氧化鐵為原料采用高溫機(jī)械力化學(xué)法制備鋰離子電池LiFePO4/C正極材料。利用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、充放電測試(CD)、循環(huán)伏安測試(CV)、交流阻抗測試(EIS)、激光粒度測試(PSD)、紅外碳硫測試(CS)、比表面積測試(BET)等技術(shù)對所得粉體的物化性能和電化學(xué)性能進(jìn)行了表征，

3、研究了球磨溫度、球磨時(shí)間、球料比、鋰鐵摩爾比、碳包覆量對產(chǎn)物性能的影響。結(jié)果表明，在碳包覆量8wt％，球磨溫度600℃，球磨時(shí)間5h，球料比8∶1，鋰鐵摩爾比1∶0.975的條件下制得的粉體形貌規(guī)則，顆粒細(xì)小均勻。0.1C倍率下首次放電比容量為117.2 mAh/g，循環(huán)20次后保持為112.3 mAh/g。
　　在上述研究基礎(chǔ)上，對LiFePO4/C粉體進(jìn)行Nb5+摻雜改性，研究了Nb5+摻雜量對Li1-xNbxFePO4/C粉