LiMn1-xFexPO4-C復(fù)合正極材料的合成與改性.pdf

1、鋰離子電池正極材料LiMn1-xFexPO4/C具有潛在的高能量密度優(yōu)點，但由于Mn3+/Mn2+電對可逆性差以及Mn3+的Jahn-Teller效應(yīng)影響，其電化學(xué)性能特別是倍率和循環(huán)性能較差。本論文采用固相法和共沉淀法制備LiMn1-xFexPO4/C正極材料并對其進(jìn)行了改性，獲得了如下結(jié)論:
　　選擇MnO，MnCO3，MnC2O4·2H2O和Mn(CH4COO)2為不同錳源，Li2CO3，NH4H2PO4為鋰源和磷源，葡萄糖

2、為碳源，通過機(jī)械活化輔助高溫固相法制備LiMnPO4/C復(fù)合材料。通過X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、恒電流充放電測試和循環(huán)伏安分析等方法對材料的結(jié)構(gòu)、形貌及電化學(xué)性能進(jìn)行了表征。研究結(jié)果表明:以MnC2O4·2H2O為錳源制備的LiMnPO4/C樣品結(jié)晶好、晶粒粒度在200-500nm之間。在0.05C倍率充放電時，可逆比容量達(dá)到了81 mAh g-1，放電平臺為3.94V，循環(huán)性能良好。采用分步煅燒方法

3、進(jìn)行工藝改進(jìn)，實驗結(jié)果表明，分步煅燒工藝有利于材料顆粒的分散、進(jìn)一步細(xì)化和均勻分布包覆碳，可以有效的提高材料電化學(xué)性能。得到的材料表現(xiàn)出了良好的放電電壓平臺，0.05C放電比容量達(dá)到105.3mAh g-1。
　　以自制前驅(qū)體MnC2O4·2H2O為原料制備LiMnPO4/C復(fù)合材料，研究了pH值對前驅(qū)體結(jié)構(gòu)和形貌的影響，以及前驅(qū)體形貌對LiMnPO4/C材料電化學(xué)性能的影響。pH=5時制備的草酸錳顆粒分布均勻，為10μm左右的板

4、狀。以此制備的LiMnPO4顆粒細(xì)小，0.05C充放電下具有高的放電比容量為117mAhg-1。
　　采用共沉淀法制備Mn1-xFexC2O4·2H2O前驅(qū)體，實現(xiàn)了Mn、Fe元素在前驅(qū)體中在原子級別均勻混合。鐵含量影響前驅(qū)體的形貌。LiMn0.85Fe0.15PO4/C表現(xiàn)出良好的電化學(xué)性能，在0.05C、0.1C、0.2C、0.5C、1C倍率測試條件下的放電比容量分別為130.8、128.6、123.3、103.0和87.8