模板法合成納米結構磷酸鐵鋰的研究.pdf

1、本文在乙二醇-水體系,通過簡單的回流工藝,以表面活性劑模板法制備了梭形納米結構LiFePO4;創(chuàng)新性地采用預碳化模板法合成了自組裝紡錘體形納米結構LiFePO4。此外,實驗通過XRD、SEM、TEM、FTIR等對樣品進行表征,采用四探針法測試LiFePO4樣品的電導率,通過電池測試系統對其電化學性能進行分析。
　　在乙二醇-水體系,以十二烷基磺酸鈉(SDS)為模板,通過回流工藝合成了梭形納米結構LiFePO4?？疾炝艘叶?水比例

2、,SDS用量以及P源對LiFePO4樣品的結構、形貌和電化學性能的影響。研究表明:通過控制乙二醇/水比例(9:1~2:1)可以制得長軸為154~520nm,短軸為79~187nm,厚度為69~117nm的梭形納米顆粒,且比例越高,梭形顆粒越小,實現了對顆粒尺寸的有效控制。SDS在合成梭形納米結構LiFePO4時發(fā)揮了重要的模板作用,有利于制得形貌規(guī)整、尺寸均勻的梭形納米顆粒;且顯著提高了LiFePO4的電化學性能,0.2C倍率的首次放電

3、容量可達到139.0mAh·g-1,比對比樣提高了27.5％。H3PO4與(NH4)2HPO4的對比研究表明:H3PO4為磷源顯著提高了LiFePO4的電化學性能。
　　在乙二醇-水體系,創(chuàng)新性采用預碳化模板法,通過“一鍋回流法”制備了自組裝紡錘體形納米結構LiFePO4。研究表明:隨葡萄糖預碳化模板濃度的升高,紡錘體形顆粒變大,電導率顯著增加。通過調節(jié)模板濃度,可以制得長軸為0.56~1.54μm,短軸為0.18~0.53μm的

4、自組裝紡錘體形LiFePO4顆粒,且濃度越高,自組裝紡錘體形顆粒越大;直接高溫處理的自組裝紡錘體形LiFePO4電導率為4.7×10-8~6.2×10-6S·cm-1,是對比樣的1.6×102~2.1×104倍;葡萄糖二次碳包覆后,其電導率可達1.2×10-4~3.3×10-4S·cm-1,是對比樣的4~10倍。另外,預碳化模板法顯著提高了LiFePO4的電化學性能:直接高溫處理的自組裝紡錘體形LiFePO4在0.2C倍率的首次放電容量