鋰離子電池正極材料LiFePO4-C的制備及電化學(xué)性能.pdf

1、橄欖石型 LiFePO4是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種鋰離子電池正極材料，它的理論容量為170 mAh/g。LiFePO4具有價(jià)格便宜、環(huán)境友好、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)而受到人們的廣泛關(guān)注。本論文采用一種固液結(jié)合的方法制備 LiFePO4/C復(fù)合正極材料。以磷酸取代磷酸二氫銨為主要磷源，磷酸屬于液相物質(zhì)，且成本低廉，這樣可以使前期原料混合的更均勻，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本。利用XRD、SEM、等技術(shù)對(duì)產(chǎn)物的微觀結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了分析，并采用恒流充放

2、電、循環(huán)伏安（CV）等技術(shù)測(cè)試其電化學(xué)性能。
　　研究表明，采用碳包覆的方法能有效控制LiFePO4在合成過(guò)程中顆粒尺寸的長(zhǎng)大，得到了細(xì)小均勻的晶粒尺寸，并且細(xì)小的碳顆粒緊密的包覆在材料的顆粒周?chē)?，能減小電極的反應(yīng)電阻，降低材料的極化程度，提高材料的電化學(xué)性能。通過(guò)實(shí)驗(yàn)比較了不同的碳的前驅(qū)體的摻雜效果，包括乳糖、葡萄糖、蔗糖和水溶性淀粉，結(jié)果表明摻7.5％的乳糖得到的包覆效果最好，0.2C電流放電其比容量可達(dá)到146.9mAh/g

3、。
　　采用高溫固相法合成出正極材料LiFePO4，樣品在550℃~700℃隨著溫度的升高材料顆粒逐漸減小，相應(yīng)比容量增加，但是溫度繼續(xù)升高到800℃時(shí)，顆粒發(fā)生團(tuán)聚，容量迅速衰減。700℃合成的正極材料LiFePO4具有合理的粒徑和較窄的分布，所以具有最佳的電化學(xué)性能。
　　研究了Fe2O3、Fe(OH)3、FeCrO4、Fe3O4作為鐵源對(duì)合成LiFePO4的電化學(xué)性能的影響。實(shí)驗(yàn)證明，F(xiàn)e2O3的電化學(xué)性能較好，在0.

4、3mA/cm2的電流密度充放電時(shí)，具有146.9mAh/g的初始放電容量。
　　研究了TiO2、Cu(CH3COO)2、ZrO2分別摻雜對(duì)合成LiFePO4的電化學(xué)性能的影響。研究表明，摻雜少量的Zr能使LiFePO4的電化學(xué)性能變差，而摻雜少量的Cu和Ti材料的循環(huán)和高倍率性能相應(yīng)的得到了提高。
　　采用固液結(jié)合方法合成LiFePO4，用部分H3PO4取代NH4H2PO4組成磷源合成材料，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)n(H3PO4):n