鋰離子電池正極材料LiFePO4的水熱法制備研究.pdf

1、新能源的不斷開發(fā)是人類可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著科技的發(fā)展，人們對電池的性能提出了更高的要求。鋰離子電池以其高容量、低消耗、對環(huán)境友好和質(zhì)量輕等優(yōu)良性能成為電池研究的熱點(diǎn)。鐵基化合物除價(jià)格低廉、原料儲量豐富外，最大的優(yōu)點(diǎn)是無毒，這促使電池界掀起對鐵系正極材料研究的熱潮。鐵的磷酸鹽系列化合物中，LiFePO4有最高理論容量和能量密度、放電電壓穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，具有非常大的研究價(jià)值。
　　本文結(jié)合XRD、SEM、DTA-TG和電化學(xué)性能測試等現(xiàn)

2、代測試手段，對正極材料LiFePO4及其派生物系列的制備、結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
　　以FeSO4、 H3PO4和LiOH為原料，進(jìn)行了正極材料LiFePO4的水熱合成法制備研究，考察了合成溫度、合成時(shí)間、水熱反應(yīng)器的填充度、抗氧化劑濃度對產(chǎn)物電化學(xué)性能的影響。通過正交實(shí)驗(yàn)確定出制備LiFePO4正極材料的最佳工藝條件為:
　　合成溫度200℃，合成時(shí)間5h，水熱反應(yīng)器填充度60％，抗氧化劑濃度0.3 mol.L-

3、1
　　最佳工藝條件下合成出純度高、結(jié)晶好、顆粒細(xì)小且分布均勻的LiFePO4粉體，01C充、放電，初始放電比容量可達(dá)139.7 mAhg-1;
　　進(jìn)行了水熱法最佳工藝條件制備的LiFePO4熱處理研究，600℃、2h高溫?zé)崽幚砗蟛牧系姆烹姳热萘刻岣吡?.6％;
　　通過正交實(shí)驗(yàn)得到制備LiFePO4/C復(fù)合材料的最佳工藝條件為:葡萄糖濃度0.3 mol.L-1，600℃焙燒3h。
　　最佳工藝條件制備LiFe

4、PO4/C復(fù)合材料0.1C下初始放電比容量可達(dá)160.2mAhg-1;
　　采用水熱法對進(jìn)行了Co、Mn、Ni摻雜的LiMyFe1-yPO4及其高溫碳包覆的復(fù)合材料制備研究，考察了摻雜量對材料性能的影響。研究結(jié)果表明，最佳工藝條件下，Co和Mn的適量摻雜，在一定程度上改善了LiFePO4正極材料的性能，Ni摻雜后材料的電化學(xué)沒有提高;LiCo0.15Fe0.85PO4/C和LiMn0.10Fe0.90PO4、 LiNi0.10Fe