鋰離子電池正極材料LiMPO4(M=Fe、Mn)的合成及改性研究.pdf

1、橄欖石型LiMPO4(M=Fe、Mn)鋰離子電池正極材料具有比容量高、循環(huán)性能好、價(jià)格便宜、安全環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),目前市場(chǎng)上的商品LiFePO4主要由傳統(tǒng)的固相工藝合成。由于LiFePO4存在電子電導(dǎo)率低和鋰離子擴(kuò)散速率緩慢等缺點(diǎn),且固相法合成材料顆粒尺寸較大,其倍率性能不高。本文采用液相-碳熱還原法合成LiFePO4/C復(fù)合正極材料,并通過金屬離子添加來改善LiFePO4的倍率充放電性能,并在此基礎(chǔ)上放大材料的合成量;最后,通過水熱法制備L

2、iMnPO4/C復(fù)合正極材料。
　　采用簡(jiǎn)單的液相-碳熱還原法分別以水、水和乙醇混合液為溶劑合成了LiFePO4/C復(fù)合正極材料。結(jié)果表明,液相法合成的LiFePO4/C充放電倍率性能顯著優(yōu)于市售LiFePO4商品。添加1％Mo樣品首次放電容量為143.2mAh/g,2C時(shí)放電容量仍為120mAh/g;添加2%W后的樣品倍率性能有一定的改善,2C時(shí)放電容量保持在110mAh/g。水和乙醇作溶劑時(shí),制備的LiFePO4/C較水溶劑樣

3、品充放電性能更佳,且制備過程更省時(shí)節(jié)能;增大合成量,材料的性能變化較小;這些材料的倍率性能均優(yōu)于市售LiFePO4商品。
　　以(CH3COO)2Mn·4H2O作Mn源,通過液相法制備了LiFe1-xMnxPO4/C(x=5%～50%)復(fù)合正極材料。結(jié)果顯示,x=15%樣品擁有最佳的充放電性能,首次放電達(dá)151mAh/g;
　　以CTAB作表面活性劑水熱合成了LiMnPO4/C復(fù)合正極材料。采用水和甲醇混合溶劑,在240℃下