水熱法制備鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰.pdf

1、水熱水熱法制備法制備鋰離子電池正極材料鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰磷酸鐵鋰SynthesisofcathodematerialsofLiFePO4fLiionbatteriesbyhydrothermalmethod學(xué)科專業(yè)：化學(xué)工程研究生：楊賽指導(dǎo)教師：張金利教授天津大學(xué)化工學(xué)院二零一三年六月摘要隨著能源與環(huán)境問題的日益突出以及現(xiàn)代化科技的快速發(fā)展，對電池的性能提出了更高的要求。鋰離子電池以其工作電壓高、自放電小、無記憶效應(yīng)、環(huán)保等優(yōu)點

2、成為移動電源的首選。作為最有前途的鋰離子電池正極材料，磷酸鐵鋰具有很多優(yōu)點：價格低廉、理論容量高、循環(huán)壽命長、熱穩(wěn)定性好等。但由于本身晶體結(jié)構(gòu)的限制，純LiFePO4的電子電導(dǎo)率和鋰離子擴散速率很低，導(dǎo)致其實際比容量不高且高倍率性能很差，這極大地限制了該電極材料在動力電池領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用。目前用來提高材料電化學(xué)性能的方法主要有三種：縮短材料內(nèi)部鋰離子的擴散路徑、晶相摻雜和表面修飾。本論文采用水熱合成法制備了納米LiFePO4C材料，通過

3、水熱法制備材料的探索和正交試驗，優(yōu)化了實驗條件，確定了合成磷酸鐵鋰材料的最佳工藝條件，采用XRD、SEM和TG等表征手段對材料進行表征，采用恒流充放電法測試了材料的電化學(xué)性能，結(jié)果表明，在最佳合成工藝條件下合成的材料，0.1C的電流密度下首次放電比容量為158mAhg。本文還采用了表面活性劑輔助的水熱合成法，制得的LiFePO4C化合物粒徑更加均勻。實驗表明，采用該方法有利于控制產(chǎn)物的形貌和粒徑，同時采用TEM、Raman和熒光測試等表