LiFePO4-C鋰離子電池正極材料的制備及結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、LiFePO4由于具有低成本、無毒性、充放電平臺(tái)性和循環(huán)性能好的優(yōu)點(diǎn)而廣受關(guān)注,但是這種橄欖石結(jié)構(gòu)材料的低電導(dǎo)率限制了其高倍率性能從而限制了其在目前急需的電動(dòng)汽車電源等高動(dòng)力性能電池方面的應(yīng)用。本文在溶膠凝膠法制備LiFePO4的基礎(chǔ)上,對(duì)溶膠進(jìn)行機(jī)械球磨活化以更好的優(yōu)化碳包覆LiFePO4/C復(fù)合材料的形貌,并通過原位引入Fe2P等方法,進(jìn)一步提高其高倍率性能。采用XRD、SEM、元素分析等材料結(jié)構(gòu)測試分析方法和恒電流充放電、循環(huán)伏安

2、法以及電化學(xué)阻抗譜等電化學(xué)測試技術(shù)對(duì)不同合成條件如不同的溶膠球磨時(shí)間及溶膠溶劑、不同的干凝膠預(yù)處理、不同的燒結(jié)溫度和時(shí)間下合成的材料結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能進(jìn)行了研究。
　　 研究結(jié)果表明,機(jī)械活化能減小LiFePO4/C的顆粒尺寸,并能改變Fe2P相的含量,經(jīng)機(jī)械活化處理后,LiFePO4/C在不同倍率下的放電容量得到明顯增加。同時(shí)相對(duì)于蒸餾水,乙醇作為溶膠溶劑獲得的樣品具有更好的電化學(xué)性能。在以草酸亞鐵、氫氧化鋰、磷酸二氫銨和乙二醇

3、為初始原材料的條件下,以乙醇為溶劑,材料的倍率性能隨溶膠機(jī)械活化時(shí)間從2小時(shí)增加到8小時(shí),顯示出先增大再減小的趨勢,其中4小時(shí)可獲最好的倍率性能,這主要和該條件下合成的LiFePO4/C具有最小的顆粒尺寸和合適的Fe2P含量(2.8wt.％)有關(guān)。碳含量隨球磨時(shí)間的增加基本保持不變,約為2.7％。
　　 低溫煅燒獲得LiFePO4/C的結(jié)晶性差,但溫度的提高導(dǎo)致LiFePO4/C顆粒的長大,均不利于材料倍率性能的提高。論文通過對(duì)