鋰離子電池正極材料LiFePO4的合成及性能研究.pdf

1、隨著石油、煤炭和天然氣等不可再生資源的逐漸減少以及環(huán)境問題的日益嚴重，開發(fā)利用綠色可循環(huán)使用能源具有重要意義。鋰離子電池是新一代綠色高能充電電池，被廣泛地用于便攜式電子產(chǎn)品、新能源交通工具等領(lǐng)域。其中正極材料是鋰離子電池的關(guān)鍵組成部分。橄欖石型LiFePO4正極材料具有成本低、環(huán)境友好、理論容量高（達170mAh/g）、循環(huán)穩(wěn)定性好等優(yōu)良特性，目前已逐步取代傳統(tǒng)的LiCoO2正極材料，成為大電流放電的動力鋰電池的正極材料，被認為是最有前

2、景的鋰離子電池正極材料之一。
　　本論文以LiOH·H2O、FeC2O4·2H2O和NH4H2PO4為原料，分別采用凝膠網(wǎng)格法和溶膠凝膠法制備得到單一相的LiFePO4材料。采用XRD、SEM、激光粒度分布儀等手段對材料的物相結(jié)構(gòu)和組成、表觀形貌、粒徑大小及粒度分布等進行表征，同時對材料的電化學性能進行了測試。
　　考察了凝膠網(wǎng)格法制備工藝的明膠用量、原料濃度、沉淀劑LiOH濃度等工藝參數(shù)對LiFePO4材料性能的影響。得出

3、明膠用量為25％、原料濃度為0.2mol·L-1、沉淀劑LiOH濃度為0.2mol·L-1時所得材料粒徑最小且粒度分布范圍窄。并提出了凝膠網(wǎng)格法中明膠作用機制，從顆粒的形成和離子擴散角度對濃度影響產(chǎn)物顆粒的原因進行了分析和探討。
　　考察了溶膠凝膠法制備工藝反應(yīng)體系的pH、加料順序、凝膠化溫度、煅燒溫度、煅燒升溫速率、檸檬酸與鐵的比例等工藝參數(shù)對LiFePO4材料性能的影響。分別得出，反應(yīng)體系pH為3.57、加料順序為LFP、凝膠