微波合成鋰離子電池正極材料LiFePO4及性能研究.pdf

1、無毒，廉價，安全性高，循環(huán)性能良好的LiFePO4正極材料是目前最具發(fā)展?jié)摿Φ匿囯x子電池正極材料之一，然而，LiFePO4的電導(dǎo)率低，高倍率下的電化學(xué)性能差，大大限制了它的應(yīng)用。本文采用微波碳熱還原法合成LiFePO4，研究了微波熱處理溫度、時間、碳添加量以及不同還原劑對LiFePO4結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響，并采用了碳包覆和金屬離子摻雜對LiFePO4進(jìn)行改性。利用XRD、SEM、TEM、BET及激光粒度分析等多種分析手段對樣品進(jìn)行了表

2、征；對合成樣品進(jìn)行恒流充放電和循環(huán)伏安測試，研究了樣品的放電容量、循環(huán)性能和可逆性。
　　 以FePO4、Li2CO3和葡萄糖為原料合成了LiFePO4，研究了微波熱處理溫度對LiFePO4結(jié)構(gòu)和性能的影響，結(jié)果表明：隨著微波熱處理溫度的升高，結(jié)晶度更好，同時雜相的含量也增多；500℃保溫1h的產(chǎn)物具有相對較好的電化學(xué)性能，在0.1C倍率下的初始放電容量為117.2mAh/g，10次循環(huán)之后為114.8mAh/g，容量衰減僅為2

3、％.
　　 研究了微波熱處理時間對LiFePO4結(jié)構(gòu)和性能的影響，結(jié)果表明：在500℃保溫20min的樣品具有良好的電化學(xué)性能，在0.1C倍率下的初始容量為139.6mAh/g，循環(huán)10次后容量幾乎沒有衰減。
　　 研究了不同摻碳量對LiFePO4性能的影響，結(jié)果表明，隨著碳加入量的增多，樣品的顆粒越細(xì)，比表面積越大，其中摻碳量12％的樣品比表面積達(dá)31.4m2/g，在0.1C倍率的初始放電容量為146.4mAh/g。<

4、br>　　 對比了不同還原劑對LiFePO4性能的影響，結(jié)果表明，以葡萄糖，聚丙烯為還原劑和碳源合成的樣品具有優(yōu)異的電化學(xué)性能，采用蔗糖和草酸作為還原劑合成的樣品在充放電過程中電極極化較為嚴(yán)重。
　　 以葡萄糖為還原劑和碳源并摻雜Ti4+合成了金屬離子摻雜的LiFePO4/C，研究了Ti4+摻雜量對產(chǎn)物結(jié)構(gòu)和性能的影響，結(jié)果證明，產(chǎn)物仍為單一的橄欖石型LiFePO4，樣品的容量隨著摻雜Ti4+的量的增加先升高后降低，其中摻雜量