高性能鋰離子電池正極材料的研究及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用設(shè)計(jì).pdf

1、能源危機(jī)的到來以及各種可再生能源如太陽能和風(fēng)能等的迅猛發(fā)展，促使儲(chǔ)能電池特別是鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用發(fā)展.鋰離子電池正極材料LiFePO4以其優(yōu)異的電化學(xué)性能和豐富的原料來源而備受青睞，被認(rèn)為是應(yīng)用前景廣闊的鋰離子電池正極材料。然而由于工業(yè)化制備LiFePO4材料成本較高，且制備出來的顆粒粒度分布不均勻，批次穩(wěn)定性差。本文采用預(yù)先處理的先驅(qū)體制備出尺度為納米級(jí)的高性能LiFePO4/PAS材料，分析了材料的高、低溫性能特點(diǎn)。另外，為了研

2、究材料在工業(yè)化的應(yīng)用，結(jié)合企業(yè)的鋰離子電池產(chǎn)品，設(shè)計(jì)了不同正極材料的配比及工藝參數(shù)。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下：
　　 1.以原位包覆酚醛樹脂的磷酸鐵為先驅(qū)體，采用固相反應(yīng)法合成了納米級(jí)的LiFePO4/PAS正極材料。酚醛樹脂的原位包覆不僅抑制了磷酸鐵顆粒的團(tuán)聚，而且在高溫下碳化成一層均勻的PAS膜包覆在LiFePO4顆粒上進(jìn)一步抑制了LiFePO4顆粒的長大。LiFePO4/PAS正極材料的顆粒尺寸在20～60 nm之間，材料表

3、現(xiàn)出優(yōu)異的高倍率性能，在1 C、2 C、5 C、10 C和20 C倍率下分別有142mAh/g、135 mAh/g、124 mAh/g、110 mAh/g和80 mAh/g的容量。循環(huán)伏安測試及交流阻抗圖譜分析可以看出材料只有很小的極化，表現(xiàn)出良好的動(dòng)力學(xué)性能，另外還分析了材料在－20℃到60℃寬溫度范圍的電化學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)材料在低溫1C倍率下放電平臺(tái)也較高，-20℃的容量保持在80 mAh/g左右，50次循環(huán)不衰減，在高溫60℃下50次