磷酸鐵鋰正極材料的摻雜改性及批量制備.pdf

1、橄欖石型磷酸鐵鋰作為鋰離子電池正極材料因為循環(huán)穩(wěn)定性好，安全性可靠以及價格低廉等優(yōu)點成為目前學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界共同關(guān)注的焦點。然而目前工廠實用化LiFePO4材料存在低溫性能、能量密度低以及加工性能差等問題。
　　以Co，Mn，Ni，Zn的醋酸鹽通過兩步固相法制備LiFe0.98M0.02PO4摻雜正極材料來研究Fe位體相摻雜對磷酸鐵鋰低溫性能的影響。根據(jù)電化學性能測試結(jié)果顯示，而低溫下?lián)紺o的樣品性能最好，這與Co占據(jù)了對應的Fe位

2、，削弱了該橄欖石結(jié)構(gòu)，使鋰離子更易進出有關(guān)。
　　分別以FePO4·2H2O、Mn(CH3COO)2·4H2O為鐵和錳源，LiOH·H2O為鋰源，(NH4)H2PO4為補充磷源，先通過球磨混料與噴霧干燥獲得前軀體。前驅(qū)體在N2/C2H2氣氛進行化學氣相沉積(CVD，450℃)及不同燒結(jié)溫度下原位固相反應得到高能量密度的碳納米纖維包覆LiMn0.6Fe0.4PO4復合材料，結(jié)果表明，600℃下燒結(jié)的LiMn0.6Fe0.4PO4/C

3、NF正極材料表現(xiàn)出最佳的循環(huán)性能，1C下250次循環(huán)后仍然有98.1mAh/g的比容量。
　　以Li2CO3原料體系替換LiOH并通過高能球磨及噴霧干燥工藝在搖擺爐700℃燒結(jié)溫度下制備了5Kg級別的摻雜樣品，來解決LiOH原料體系帶來的加工性能差問題。該工藝制備的摻雜樣品結(jié)晶性好，產(chǎn)品粒徑均勻分布。恒電流充放電測試結(jié)果表明，摻F工藝制備的樣品LFP-F相比LFP-F,Mg和LFP樣品性能最好，首次放電容量達到145.1mAh/g