新一代鋰離子電池陰極材料LiFePO4的制備與研究.pdf

1、20世紀(jì)末以來,鋰離子電池陰極材料LiFePO4以其價(jià)格低廉,綠色環(huán)保,熱穩(wěn)定好,安全性好,循環(huán)性能優(yōu)越等優(yōu)點(diǎn)而倍受青睞,被認(rèn)為是理想的新一代鋰離子電池陰極材料。然而,作為一種上游產(chǎn)業(yè),由于它存在電導(dǎo)率低,低溫性能差等缺點(diǎn)制約了其向大功率混合動(dòng)力汽車等下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此為了滿足下游產(chǎn)業(yè)的需要,必須對(duì)其進(jìn)一步研究,使其得到更好的發(fā)展。
　　首先,本文以Li3PO4作為鋰源,FePO4*xH2O、Fe粉為鐵源合成了具有橄欖石結(jié)構(gòu)的L

2、iFePO4,對(duì)各種合成工藝參數(shù)如焙燒溫度、時(shí)間、碳比例、氣氛等進(jìn)行了探討。通過 XRD、SEM、四探針電導(dǎo)率測(cè)試、電化學(xué)性能測(cè)試討論了各種參數(shù)對(duì)樣品性能的影響,并對(duì)各種材料的性能進(jìn)行了對(duì)比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,焙燒溫度保持在650℃,經(jīng)歷7小時(shí),且碳含量為4％時(shí),材料結(jié)晶較完整,性能較好。
　　重點(diǎn)對(duì)焙燒氣氛進(jìn)行了改進(jìn)。研究表明,在 N2的驅(qū)動(dòng)下,通過蔗糖的獨(dú)立分解產(chǎn)生的還原氣氛可以取代常規(guī)的Ar/H2氣氛,大大減小了合成成本。

3、>　　其次,通過無機(jī)碳(乙炔黑和石墨的混合物)和有機(jī)碳(蔗糖)對(duì)材料進(jìn)行包覆,探討了這兩種碳包覆條件對(duì)材料性能的影響。XRD測(cè)試后發(fā)現(xiàn)圖譜上并無碳的衍射峰。說明表面包覆的碳對(duì)LiFePO4/C的晶體結(jié)構(gòu)沒有影響。并且實(shí)驗(yàn)測(cè)得有機(jī)物裂解的碳包覆的LFP材料在0.1C的條件下首次放電比容量達(dá)到142.9mAh/g,充放電效率達(dá)98.1％,性能明顯優(yōu)于無機(jī)碳包覆;還研究了Ti4+摻雜對(duì)LFP材料性能的影響,發(fā)現(xiàn)摻雜后的LFP材料的首次比容量明