高鐵電池正極材料的精制、改性及電化學性能研究.pdf

1、高鐵電池自上世紀九十年代末問世以來，以其綠色環(huán)保、放電電壓平坦、高比容量等誘人的優(yōu)勢成為電池領(lǐng)域研究新熱點，具有廣泛的應(yīng)用前景。但目前高鐵電池正極材料自身的穩(wěn)定性問題是制約其應(yīng)用開發(fā)的主要因素。本文從高鐵電池正極材料高鐵酸鉀的研究出發(fā)，組裝成模擬電池，針對高鐵酸鉀因純度導(dǎo)致的不穩(wěn)定因素，對高鐵酸鉀進行精制、固相摻雜改性及改性精制高鐵電池電化學性能做了較為系統(tǒng)的研究。
　　 采用次氯酸鹽氧化法制備高鐵酸鉀，亞鉻酸鹽氧化滴定法分析高

2、鐵酸鉀的純度，純度可達97％以上。運用傅立葉紅外光譜(FTIR)、X-射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)等分析測試手段，分析表征了高鐵酸鉀的微觀結(jié)構(gòu)和晶體形貌。經(jīng)紅外光譜、X-射線衍射證實，合成的產(chǎn)物為精制高鐵酸鉀單相，掃描電鏡測試表明精制高鐵酸鉀外形呈長而薄的片狀結(jié)構(gòu)。在精制高鐵酸鉀穩(wěn)定性研究中，考察了在干燥空氣、不同濃度氫氧化鉀溶液等不同環(huán)境對精制高鐵酸鉀穩(wěn)定性的影響，實驗結(jié)果表明固體精制高鐵酸鉀在干燥的空氣中具有很好的穩(wěn)定性，

3、晶體結(jié)構(gòu)保持完好；氫氧化鉀溶液濃度越大，精制高鐵酸鉀在其中的穩(wěn)定性越高，在14mol/L氫氧化鉀溶液中精制高鐵酸鉀具有低溶解性和高穩(wěn)定性，可選擇該濃度作為精制高鐵電池的電解液。
　　 通過充放電循環(huán)測試發(fā)現(xiàn)，Zn/K2FeO4模擬電池的可逆性較差。本文研究氫氧化鋇對精制高鐵酸鉀的改性及對其放電性能的影響，并研究改性精制高鐵電池的循環(huán)伏安性能。結(jié)果表明：氫氧化鋇能改善精制高鐵電池的穩(wěn)定性和電化學性能，20％Ba(OH)2/K2Fe

4、O4復(fù)合材料電極比單純的K2FeO4電極的放電時間和放電比容量有所提高，復(fù)合材料電極具有更高的放電電壓，在1.5V以上放電平臺能持續(xù)36.7h，放電比容量從原來的175.6mAh/g提高到242mAh/g。并且通過循環(huán)伏安分析，20％Ba(OH)2/K2FeO4復(fù)合材料電極比單純的K2FeO4電極峰形尖銳且峰面積較大，說明添加20％Ba(OH)2可改善精制高鐵酸鉀電極的循環(huán)可逆性。在改性精制高鐵電池放電性能測試中，本文分別考察了負載、隔