鋰離子電池正極材料LiFePO4及MoO3的改性研究.pdf

1、磷酸亞鐵鋰被認(rèn)為是目前最具發(fā)展前景的新一代鋰離子電池正極材料，與已經(jīng)商業(yè)化的LiCoO2正極材料相比，具有放電平臺(tái)高、循環(huán)穩(wěn)定性好、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。但是電子電導(dǎo)率、離子電導(dǎo)率和振實(shí)密度較低是制約其商業(yè)化發(fā)展的主要瓶頸。針對(duì)此問(wèn)題，本論文研究了離子摻雜對(duì)磷酸亞鐵鋰電化學(xué)性能的影響。
　　 采用溶膠凝膠法以磷酸鐵為原料，草酸為還原劑、絡(luò)合劑，蔗糖為碳源合成了類球形Co摻雜LiFePO4/C(x=0.000，0.005，0.010，0

2、.020)復(fù)合材料。研究了合成溫度對(duì)材料電化學(xué)性能的影響及Co摻雜對(duì)LiFePO4結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，650℃是最佳的合成溫度，Co摻雜沒(méi)有改變LiFePO4的晶體結(jié)構(gòu)，也沒(méi)有引入雜質(zhì)。在650℃下合成的LiFe1-xCoxPO4/C復(fù)合材料，當(dāng)摻雜量為1％時(shí)，材料具有最佳的電化學(xué)性能，在0.1C放電倍率下首次放電容量為149.5mAh·g-1。同時(shí)，研究了不同電位時(shí)的鋰離子擴(kuò)散系數(shù)，研究發(fā)現(xiàn)平臺(tái)3.4V左右的鋰離子擴(kuò)散系

3、數(shù)達(dá)到最大。
　　 采用溶膠凝膠法以硝酸鐵為原料合成了Mo摻雜LiFe1-3xMoxPO4/C(x=0.000，0.010，025，0.050，0.100，0.150)復(fù)合材料，研究了Mo摻雜量對(duì)LiFePO4/C的晶體結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能的影響，結(jié)果表明，適量的Mo摻雜能夠有效的提高LiFePO4/C的電化學(xué)性質(zhì)，摻雜的Mo主要占據(jù)鐵位，隨著鉬摻雜量的提高，鋰離子擴(kuò)散系數(shù)增加。摻雜量為2.5%的材料性能最優(yōu)，在0.1C放電倍率下，

4、其首次放電容量達(dá)到162.3mAh·g-1，鉬摻雜的最大量為10%。
　　 層狀過(guò)渡金屬氧化物MoO3作為鋰離子電池正極材料是當(dāng)今的研究熱點(diǎn)之一，本論文采用水熱-熱處理相結(jié)合的方法制備了納米MoO3，并對(duì)水熱處理的時(shí)間進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示，納米MoO3比棒狀MoO3有更好的電化學(xué)性能，180℃水熱10h得到的材料性能最佳，在100mA·g-1放電電流下，首次放電比容量達(dá)到295.1mAh·g-1，經(jīng)過(guò)15周循環(huán)后，容量仍保持在2