碳納米管-LiMnxFe1-xPO4納米復(fù)合材料的原位合成及其電化學(xué)性能.pdf

1、磷酸錳鋰因其高理論容量、高工作電壓、良好的循環(huán)穩(wěn)定性和環(huán)境友好性,而逐漸替代磷酸鐵鋰成為目前的研究熱點(diǎn);但其電導(dǎo)率極低,通常采用摻雜金屬離子和碳包覆等方法進(jìn)行改性。包覆碳材料通常與活性材料接觸效率低,使電子在顆粒間傳導(dǎo)的路徑變長(zhǎng),且碳層與磷酸錳鋰的界面結(jié)合性較差。因此,制備活性材料與碳材料接觸效率高且擁有良好界面結(jié)合的LiMnPO4/C復(fù)合材料成為本研究的重點(diǎn)。
　　本文通過(guò)水熱、溶劑熱法合成了納米磷酸錳鋰,對(duì)其形貌、物相及電化學(xué)

2、性能進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果表明當(dāng)采用連續(xù)沉淀水熱法,合成溫度為200℃,合成時(shí)間為10h,反應(yīng)前驅(qū)體濃度為L(zhǎng)i:Mn:PO4=30:10:10(mmol/20mL),后期煅燒條件為550℃、6h、氬氣保護(hù)時(shí),合成的納米顆粒分散性良好,電化學(xué)性能最好。利用相同制備方法和工藝參數(shù)合成不同 Fe含量的 LiMnxFe1-xPO4發(fā)現(xiàn)LiMn0.8Fe0.2PO4的綜合性能最佳。
　　通過(guò)化學(xué)氣相沉積法原位合成了碳納米管/LiMnxFe1-xP

3、O4納米復(fù)合材料,對(duì)復(fù)合材料的形貌、物相,碳納米管的石墨化程度以及電化學(xué)性能進(jìn)行了綜合研究。結(jié)果表明當(dāng)催化劑含量為1％,生長(zhǎng)溫度為550℃,反應(yīng)氣體比例為C2H2:Ar=10:300(mL/min)時(shí)合成的碳納米管為竹節(jié)狀結(jié)構(gòu),管徑為10~20nm,其石墨層間距為0.34nm。碳納米管/LiMn0.8Fe0.2PO4納米復(fù)合材料表現(xiàn)出良好的電化學(xué)性能,其首次放電容量為145.3mAh/g;0.1C電流密度下循環(huán)100次后放電容量為142