碳復(fù)合正極材料的制備、表征和性能研究.pdf

1、正極材料作為鋰二次電池的重要組成部分已經(jīng)成為制約其大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸，是進(jìn)一步提高電池性能、降低成本的關(guān)鍵。本課題集中研究碳復(fù)合正極材料，主要分為兩個(gè)部分，一、LiFePO4/C正極材料的微波合成和性能優(yōu)化;二、介孔碳/硫復(fù)合正極材料的制備及其電化學(xué)性能的初步研究。
　　 橄欖石型LiFePO4材料具有成本低廉、環(huán)境相容性好、理論容量高、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是鋰離子電池理想的正極材料之一。然而，其自身低的電子電導(dǎo)率和室溫下低的

2、鋰離子擴(kuò)散速率也嚴(yán)重限制了其實(shí)際應(yīng)用。本課題采用適合工業(yè)化大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)的微波法制備LiFePO4/C正極材料，系統(tǒng)研究了微波工藝參數(shù)、碳包覆、金屬離子摻雜等對(duì)LiFePO4/C正極材料結(jié)構(gòu)、形貌和電化學(xué)性能的影向，確定了最佳微波合成條件。研究表明，采用葡萄糖/乙炔黑為碳源，Nb2O5為摻雜劑，650℃反應(yīng)30min合成的樣品具有最佳的結(jié)晶性和電化學(xué)性能。材料在0.2C倍率下，經(jīng)過(guò)100次循環(huán)后放電容量為152.65mAh/g，具有優(yōu)異

3、的循環(huán)性能。采用不同倍率放電，大倍率放電后，材料仍能回到0.2C初始放電容量。
　　 鋰硫電池因其理論容量高、能量密度高、成本低廉、環(huán)境相容性好等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是最具發(fā)展?jié)摿Φ男滦透呷萘績(jī)?chǔ)能電池體系之一，然而其正極材料仍存在活性物質(zhì)利用率低、循環(huán)穩(wěn)定性差等問(wèn)題。本課題采用軟模板和KOH活化相結(jié)合的方法制各了具有微孔結(jié)構(gòu)的介孔碳材料，并與硫復(fù)合制備硫/介孔碳復(fù)合材料，選用PVDF和PTFE為粘結(jié)劑制備電極，對(duì)介孑碳/硫正極材料的電化