快速沉淀法制備磷酸鐵及其合成LiFePO4-C的改性研究.pdf

1、橄欖石結(jié)構(gòu)LiFePO4作為鋰離子電池正極材料，具有安全性好及熱穩(wěn)定性優(yōu)良、循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放電率低、對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池等使用的鋰離子電池的理想正極材料。但其較低的離子和電子電導(dǎo)率造成的倍率性能差限制了它的應(yīng)用，因此，本文采用控制顆粒粒徑、表面碳包覆和金屬離子摻雜等手段來對(duì)材料性能進(jìn)行改善。
　　應(yīng)用溶度積原理計(jì)算出FePO4·2H2O和Fe(OH)3在不同反應(yīng)物濃度下的初始沉淀pH值，計(jì)算出了Mg、Mn、

2、Ti、Al等其它微量雜質(zhì)元素在不同反應(yīng)溶液濃度下的沉淀初始pH值，計(jì)算表明Ti能共沉淀下來，Al能部分沉淀下來，Mn和Mg不會(huì)沉淀。
　　以FeSO4·7H2O和NH4H2PO4為原料，H2O2為氧化劑，通過快速沉淀法合成了亞微米無定形FePO4·2H20。當(dāng)反應(yīng)物濃度為0.2 mol/L、反應(yīng)溫度為50℃時(shí)，可以制備形貌一致、粒度分布均勻、鐵磷比為1.00的無定形亞微米FePO4·2H2O。在優(yōu)化條件下進(jìn)行放大實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行成本估算

3、，結(jié)果表明該方法具有進(jìn)一步工業(yè)化生產(chǎn)的價(jià)值。
　　以自制的無定形亞微米FePO4·2H2O、Li2CO3和葡萄糖為原料，制備LiFePO4/C復(fù)合材料。研究了不同燒結(jié)溫度對(duì)LiFePO4/C的影響，650℃時(shí)合成的LiFePO4/C在1C倍率放電比容量為136.3mAh/g，1C循環(huán)20次后比容量保持率為99.4％。通過快速沉淀法合成了摻鈮和摻鈦的磷酸鐵前驅(qū)體，以此為前軀體合成的LiFe1-xNxPO4/C和LiFe1-xTixP