鋰離子電池正極材料LiFePO4的制備和改性研究.pdf

1、橄欖石型鋰離子電池正極材料LiFePO4具有很多優(yōu)點，如放電比容量高、放電電壓平臺平穩(wěn)、熱穩(wěn)定性好、循環(huán)穩(wěn)定性好，價格低廉和環(huán)境友好等。當前，通訊設(shè)備和電動力汽車的快速發(fā)展，對鋰離子電池在高倍率下放電的容量和循環(huán)性能提出了更高的要求。LiFePO4正極材料主要存在三個缺點:第一是導電率低，第二是振實密度比較低，三是離子擴散系數(shù)小。磷酸鐵鋰材料可以通過合成方法改性來提高其放電性能:首先是合成粒徑小的磷酸鐵鋰材料顆粒;第二種方法是利用導電率

2、高的材料（如金屬元素粉末、碳材料）包覆在磷酸鐵鋰顆粒的外部;三是金屬離子體相摻雜，可以從材料結(jié)構(gòu)內(nèi)部提高其導電性。本實驗?zāi)康氖歉男粤姿徼F鋰材料，采用的方法是高溫固相法，在磷酸鐵鋰材料中摻雜金屬離子并在表面包覆碳用來改善材料性能，合成后的樣品采用X射線衍射法、掃描電鏡、透射電鏡、交流阻抗、循環(huán)伏安等方法對樣品進行測試和表征。
　　 1、以草酸亞鐵，磷酸二氫鋰為原料，葸為碳源，采用兩步球磨高溫固相法合成鋰離子電池正極材料LiFePO

3、4/C。其中，含碳量為3.86％的LiFePO4/C樣品表現(xiàn)出最佳的電化學性能。
　　 2、采用高溫固相法制備了Li(1-x)NaxFePO4/C(x=0.01，0.03，0.05)和LiFe(1-y)VyPO4/C(y=0.01，0.03，0.05)系列樣品。充放電測試結(jié)果表明，Li0.97Na0.03FePO4/C和LiFe0.97V0.03PO4/C具有極優(yōu)的電化學性能和循環(huán)性能。在5C倍率下放電100次循環(huán)后，容量保持率

4、為100.68％和101.88％。
　　 3、采用高溫固相法制備了Li(1-x)NaxFe(1-y)VyPO4/C(x=0.01y=0.01，x=0.03y=0.01，x=0.01y=0.03，x=0.03y=0.03)系列樣品，與Li0.97Na0.03FePO4/C和LiFe0.97V0.03PO4/C在一起經(jīng)過測試，結(jié)果顯示樣品Li0.99Na0.01Fe0.97V0.03PO4/C綜合性能最好。在0.5C下放電比容量達到