LiFePO4-C的合成及電化學(xué)性能研究.pdf

1、鋰離子電池正極材料LiFePO4是近些年來受到眾多科研工作者廣泛關(guān)注的一種電池材料。它的理論容量為170mAh/g，有相對(duì)于金屬鋰負(fù)極的穩(wěn)定的充放電平臺(tái)3.4V。與同類型的其他材料相比有著諸多的優(yōu)點(diǎn)，但是它的電子導(dǎo)電率以及離子導(dǎo)電率都很低，這成了該種材料實(shí)際應(yīng)用的最大障礙。
　　本文以一種固液結(jié)合的方法來合成LiFePO4/C復(fù)合材料,并對(duì)添加硝酸來改進(jìn)制備工藝的想法做了初步的探索,采用XRD衍射分析儀和激光粒度儀對(duì)材料的結(jié)構(gòu)和粒

2、徑進(jìn)行表征，利用DC-5電池性能測(cè)試儀、CHI600電化學(xué)工作站對(duì)材料的電化學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試。
　　采用固液結(jié)合法，以H3PO4和NH4H2PO4為混合磷源，考察了以不同廠家生產(chǎn)的不同粒徑Fe2O3為鐵源對(duì)制備LiFePO4/C材料電化學(xué)性能的影響，結(jié)果表明，鐵源粒徑D50小于0.542μm合成的LiFePO4/C材料具有較高的充放電容量，反之粒徑越大則所合成的LiFePO4/C材料的充放電容量越低。但是用最小粒徑的Fe2O3制得的

3、LiFePO4/C材料放電容量并不是最高的，而是粒徑稍大的上海一品Fe2O3首次放電容量最高達(dá)到140mAh/g。
　　研究表明，當(dāng)采用固液結(jié)合法來制備LiFePO4/C材料時(shí)，加入適量碳能防止Fe2+的氧化，還可有效的阻止材料顆粒的長(zhǎng)大，得到顆粒細(xì)小均勻的LiFePO4/C材料。分別以葡萄糖碳、乳糖碳、檸檬酸碳、可溶性淀粉碳為碳源制備LiFePO4/C材料，結(jié)果顯示，添加7.5％的乳糖、葡萄糖制得的LiFePO4/C材料具有較好

4、的電化學(xué)性能，添加7.5%可溶性淀粉制得的LiFePO4/C材料，電化學(xué)性能最差。
　　采用固液結(jié)合法制備LiFePO4/C材料，考察了焙燒溫度和焙燒時(shí)間對(duì)其電化學(xué)性能的影響。按最佳的葡萄糖配比合成前軀體，將前軀體在惰性氣氛條件下，于500~800℃高溫爐中焙燒2~12小時(shí)，粉碎，制得不同焙燒溫度和焙燒時(shí)間的LiFePO4/C材料。研究表明，該材料在焙燒溫度為700℃,焙燒時(shí)間>6h的條件下進(jìn)行充放電測(cè)試，0.25C倍率下放電容量