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文檔簡介
1、由于LiFePO4具有原料資源豐富、價格便宜、對環(huán)境無毒、熱穩(wěn)定性好、理論容量較高(170m Ah/g)以及循環(huán)性能優(yōu)良等優(yōu)點,使其成為具有開發(fā)和應(yīng)用潛力的新一代鋰離子電池正極材料。但LiFePO4的電子電導(dǎo)率低、鋰離子在LiFePO4微晶內(nèi)的擴(kuò)散系數(shù)小,從而制約了其在充、放電過程中的充、放電容量和倍率性能。為此人們采用在合成LiFePO4的原料中添加碳和摻雜金屬離子等方法來改善其電化學(xué)性能。添加碳能防止Fe2+在合成過程中被氧化,阻止
2、LiFePO4在結(jié)晶過程中微晶長得過大,同時能提高LiFePO4微晶在電極中的電子導(dǎo)電率。摻雜金屬離子能通過改變電極活性材料中微晶的晶胞參數(shù)和晶胞體積從而提高微晶內(nèi)的電子電導(dǎo)率和Li+擴(kuò)散系數(shù)。 采用固相混合法合成了稀土離子摻雜LiFePO4/C復(fù)合材料。研究了摻雜離子的種類(R= La3+、Nd3+、Y3+)、摻雜離子的量以及加碳碳源的種類(乙炔黑、葡萄糖、蔗糖和酚醛樹脂)和加碳量對復(fù)合材料的晶體結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響,對稀土
3、離子摻雜LiFePO4/C復(fù)合材料的化學(xué)組成進(jìn)行了優(yōu)選。 XRD測試表明:摻雜后的各種復(fù)合材料仍保留了橄欖石晶體結(jié)構(gòu),但晶胞參數(shù)和晶胞體積都有所增大。 恒電流充放電測試表明:摻雜金屬離子和加碳均有效地提高了LiFePO4的電化學(xué)性能。其中當(dāng)摻雜的Y原子數(shù)目/(Y原子數(shù)目+Li原子數(shù)目)=1%時,用酚醛樹脂作碳源,加碳理論質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%時所得的復(fù)合材料其充、放電性能較好,在0.1C倍率下,第三循環(huán)的放電容量為142.09m
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