鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的制備、結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、磷酸鐵鋰具有容量高、循環(huán)壽命長、安全性能好、與環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ碾姵夭牧?。然?該材料存在電子導(dǎo)電率較低、鋰離子擴(kuò)散系數(shù)小、制備成本高的缺點(diǎn),影響其推廣應(yīng)用。為降低制備成本,提高材料的電化學(xué)性能,本文以價(jià)格低廉的Fe3+化合物為鐵源,以不同的碳包覆方式,采用固相碳熱還原法合成磷酸鐵鋰材料;利用X-射線衍射、掃描電子顯微鏡、恒流充放電等測試技術(shù),對磷酸鐵鋰的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能進(jìn)行了研究。主要的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
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2、)以價(jià)格低廉的磷酸鐵、氧化鐵、硫酸鐵為鐵源,采用固相碳熱還原法成功地合成了磷酸鐵鋰樣品。XRD結(jié)果顯示,以不同三價(jià)鐵源合成的樣品中均存在磷酸鐵鋰相。通過SEM顯微照片可以看出,以磷酸鐵為鐵源所合成的材料其顆粒粒徑較小,且顯球狀。充放電測試發(fā)現(xiàn),以磷酸鐵為鐵源所合成的材料其電化學(xué)性能較好,首次放電容量達(dá)到了124.3 mAh/g;循環(huán)100周后,其放電容量達(dá)到143.5 mAh/g,即循環(huán)100周后其放電容量提高了15.4％。
　　

3、(2)研究了不同碳包覆方式所制備的磷酸鐵鋰樣品的電化學(xué)性能。樣品的SEM照片顯示,二次碳包覆制備的材料顆粒粒徑比一次碳包覆制備材料的顆粒粒徑小、分布均勻。前者的電化學(xué)性能比后者的性能好。二次碳包覆中,加入葡萄糖含量為15wt%時(shí),合成的材料的電化學(xué)性能最佳,該材料的首次放電達(dá)到了145.2mAh/g;經(jīng)100周循環(huán)后,其放電容量達(dá)到160.1 mAh/g,即循環(huán)100周后其容量增加了10.3%。
　　(3)本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),對采用三價(jià)鐵