LiFePO-,4--C復(fù)合材料中的碳源研究.pdf

1、LiFePO4具有原料來源廣泛、環(huán)保、熱穩(wěn)定性好、比能量高、循環(huán)性能好、安全性能突出等優(yōu)點(diǎn),其理論比容量為170mAh/g,工作電壓為3.4V左右,被認(rèn)為是航空航天、電動汽車以及混合動力車的理想電池正極材料。但是目前磷酸鐵鋰正極材料仍存在兩個(gè)不足:一是其電導(dǎo)率低和離子擴(kuò)散系數(shù)低；二是密度低,特別是復(fù)合了碳材料的磷酸鐵鋰,密度進(jìn)一步降低,從而影響了相應(yīng)電池的體積能量密度。近年來的研究工作主要集中在改善磷酸鐵鋰材料的導(dǎo)電性能方面。其中采用碳

2、包覆磷酸鐵鋰材料來改善其電化學(xué)性能,是最簡單和有效的途徑。
　　 本文系統(tǒng)研究了不同碳源對LiFePO4/C材料性能的影響;采用DSC-TGA分析不同碳源的分解機(jī)制；選取具有代表性的有機(jī)碳源和無機(jī)碳源對LiFePO4進(jìn)行碳包覆,提高材料的導(dǎo)電性能和倍率性能。
　　 以Fe2O3為鐵源,詳細(xì)考察了不同碳源對合成的LiFePO4/C材料性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)以聚丙烯為碳源,700℃合成的LiFePO4/C材料有最佳的電化學(xué)性能

3、,振實(shí)密度為1.35g/cm3。在此條件下制備的LiFePO4/C在0.1C倍率下放電容量有155.2 mAh/g,2C倍率下放電容量為131.6 mAh/g。
　　 大部分有機(jī)碳前驅(qū)體的無氧熱解碳呈蓬松狀態(tài),在LiFePO4/C材料顆粒間形成有效的導(dǎo)電連接。采用聚丙烯、葡萄糖和酚醛樹脂可制備電化學(xué)性能優(yōu)良的LiFePO4/C材料。單獨(dú)以石墨、乙炔黑還有導(dǎo)電炭黑對LiFePO4進(jìn)行包覆/摻雜對提高材料的電化學(xué)性能有限。