鋰離子電池磷酸鐵鋰正極材料的研究.pdf

1、LiFePO4由于價(jià)格低廉、熱穩(wěn)定性非常好、安全性高和無(wú)污染的優(yōu)勢(shì)使之有望在動(dòng)力型鋰離子電池中獲得應(yīng)用。
　　 本文針對(duì)磷酸鐵鋰電池的充放電平臺(tái)平穩(wěn),不容易確定電池荷電狀態(tài)(StateOf Charge),通過(guò)在磷酸鐵鋰中摻入多種元素,利用不同元素材料在充放電過(guò)程中產(chǎn)生不同的電壓平臺(tái)來(lái)表征充放電程度。
　　 XRD和充放電測(cè)試顯示金屬離子Mn2+摻雜產(chǎn)生了新相LiMnPO4,在4.1v左右增加一個(gè)充電平臺(tái),而金屬離子Ti

2、4+摻雜由于生成了含鈦氧化物,在2.6V左右出現(xiàn)了放電平臺(tái),隨著錳和鈦摻雜量的增加平臺(tái)長(zhǎng)度也隨之增加,同時(shí)過(guò)多的摻雜量并沒(méi)有影響材料的比容量。這個(gè)特點(diǎn)可以作為電池充放電狀態(tài)檢測(cè)的依據(jù),即SOC的判斷,以防止電池的過(guò)充和過(guò)放。實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明Mn2+摻雜材料具有優(yōu)良的循環(huán)性能和高倍率性能。對(duì)其進(jìn)行恒流充放電測(cè)試顯示材料具有良好的循環(huán)精度。金屬離子Ti4+摻雜也改善了材料的電化學(xué)性能,在0.1C下首次充放電比容量約為150 mAh／g左右,以

3、0.2C循環(huán)30次容量基本不衰減。
　　 Zr4+摻雜材料循環(huán)性能優(yōu)良,在0.2C下循環(huán)30次容量保持不變,在大電流下充放也能具有優(yōu)良的循環(huán)性能。而大電流測(cè)試顯示少量的鋯元素?fù)诫s能極大地改善材料的高倍率放電性能,LiFe0.95Zr0.05PO4／C在8C時(shí)放電比容量為83.1mAh／g,占實(shí)際比容量的56.5％。
　　 本文采用高溫固相法結(jié)合噴霧干燥來(lái)控制顆粒形貌和尺寸,制備出兩種不同尺寸(0.5μm與1μm)的LiF