Mo摻雜LiFePO-,4-的合成及電化學(xué)性能研究.pdf

1、LiFePO4作為鋰離子電池正極材料具有安全性好、環(huán)境友好、價格低、循環(huán)性能好等特點,受到國內(nèi)外廣泛重視。但是LiFePO4還存在電導(dǎo)率低、鋰離子擴(kuò)散速率小的缺點,使其應(yīng)用領(lǐng)域受到制約。 本文通過分析磷酸鐵鋰的結(jié)構(gòu)特點與性能的關(guān)系,充放電機(jī)理,以及已有的磷酸鐵鋰改性研究,提出了本論文的研究目的和研究內(nèi)容。論文首次以(NH4)6Mo7O24為鉬源,通過固相法合成了摻雜鉬的磷酸鐵鋰,并與未摻雜的LiFePO4進(jìn)行比較,確定了合成摻雜

2、Mo的LiFePO4正極材料的最佳工藝：鉬的摻雜量為1％時,鋰鐵配比1.02:1。對摻雜Mo的LiFePO4正極材料進(jìn)行了不同倍率下的充放電測試,摻雜鋁后的LiFePO4電化學(xué)性能明顯提高。常溫下,0.1C充放電容量160mAh/g,1C充放電容量140mAh/g,5C充放電容量60mAh/g;摻雜樣品高溫下5C時放電容量高于120mAh/g,30周次內(nèi),保持率為74.4％；通過XPS及EXAFS分析,首次證明了Mo在LiFePO4中以

3、Mo6+氧化態(tài)形式存在,同時占據(jù)Li位和Fe位；正電子湮沒及電導(dǎo)率測試表明,LiFePO4摻雜鉬后,磷酸鐵鋰晶格的空位缺陷增加,導(dǎo)電性變好；EIS測試表明適量Mo的摻雜可以降低材料的歐姆電阻,降低Warburg阻抗,增大Li+擴(kuò)散系數(shù)。 論文最后,通過水熱合成方法,首次合成出一種新體系鋰離子電池電極材料Fe5(PO4)4(OH)3,合成工藝簡單,價格低廉。XRD、TG-DSC、SEM、CV和電化學(xué)性能等測試表明:Fe5(PO4)