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1、鋰離子電池具有能量密度高,循環(huán)性能好,工作電壓穩(wěn)定,自放電低,無記憶效應(yīng),無污染等優(yōu)點(diǎn),近年來得到迅猛發(fā)展。鋰離子電池的正極材料在很大程度上決定著電池的工作電壓和容量;并且與負(fù)極碳材料相比容量較低,所以電池容量最終是由正極材料確定的。目前的商品電池基本上都用LiCoO2作正極活性材料,它是已知的正極材料中成本最高的。為了降低電池成本,必須研究開發(fā)更便宜的正極材料。另外動(dòng)力電池對(duì)電池的安全性要求也比較高。LiFePO4恰好能滿足以上要求,
2、是近期研究較多的正極材料之一。本論文的研究成果主要包括以下幾個(gè)方面: 1.初步探索分階段固相加熱法合成純相LiFePO4和非復(fù)合型摻碳LiFePO4;初步采用不同的碳前驅(qū),包括聚丙烯酰胺(Polyacrylamide),蔗糖(Sucrose)和酚醛樹脂(Phenolicresin),合成LiFePO4/C復(fù)合材料??疾煲陨细鞣N材料的物化性質(zhì),并對(duì)其電化學(xué)性能進(jìn)行了表征和測(cè)試。結(jié)合相應(yīng)的能量密度,我們優(yōu)選出了具有最佳碳含量的LiF
3、ePO4/C復(fù)合材料,并初步摸索出模板合成工藝的最佳燒結(jié)溫度。 2.初步研究表明,以聚丙烯酰胺(以后簡(jiǎn)稱PAM)為碳前驅(qū)合成出的復(fù)合材料具有顆粒度小,倍率放電性能優(yōu)良,電化學(xué)容量高等優(yōu)點(diǎn)。我們進(jìn)一步詳細(xì)考察了材料所具有的復(fù)合結(jié)構(gòu),及其對(duì)材料電子導(dǎo)電性和倍率容量的改善作用。透射電鏡(TEM)和原子力顯微鏡(TP-AFM)觀測(cè)顯示,這種材料具有LiFePO4/C納米共生結(jié)構(gòu)以及次級(jí)納米顆粒,結(jié)構(gòu)中LiFePO4與C的接觸更加緊密,有
4、效提高了材料的電子導(dǎo)電性。次級(jí)納米顆粒也大大增加了材料的活性比表面積,從而改善材料的高倍率充放電性能。同時(shí)這種緊密的納米共生結(jié)構(gòu),也是材料高振實(shí)密度的內(nèi)在原因。研究還發(fā)現(xiàn),PAM模板合成材料具有一些特殊的電化學(xué)行為,我們對(duì)此也給予了合理解釋。進(jìn)一步我們觀測(cè)了不同量的PAM模板劑,對(duì)材料的不同的改性作用。 3.第三章詳細(xì)論證了PAM模板合成機(jī)理,文中對(duì)合成過程的實(shí)時(shí)紅外光譜(IR)和X光衍射譜(XRD),以及合成前驅(qū)體的熱力學(xué)分析
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