微波合成LiFePO-,4-正極材料及其改性研究.pdf

1、在高速發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)中，特別是在石油、煤、天然氣等傳統(tǒng)能源不斷開采、資源日益枯竭的今天，鋰離子電池作為一種對(duì)環(huán)境友好的替代能源受到人們的普遍重視，它以其工作電壓高、能量密度大、循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放電小、無記憶效應(yīng)和“綠色”環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)而成為可移動(dòng)電源的首選。磷酸鐵鋰作為新型的鋰離子電池正極材料，具有較高的理論比容量和工作電壓、優(yōu)良的循環(huán)性能、較好的熱穩(wěn)定性、價(jià)格便宜、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)已受到人們的廣泛關(guān)注。但由于其晶體結(jié)構(gòu)的限制，磷酸鐵鋰具有極低

2、的電子電導(dǎo)率，這也是限制其應(yīng)用的最大阻礙。 本文在詳細(xì)評(píng)述了鋰離子電池及其研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上，對(duì)磷酸鐵鋰的合成和改性進(jìn)行了詳細(xì)研究。采用微波結(jié)合溶膠凝膠法合成LiFePO4，研究了合成條件對(duì)LiFePO4結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響，并嘗試了對(duì)材料進(jìn)行摻雜改性。通過X射線衍射(X-Ray Diffraction)分析了合成產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)晶型，掃描電鏡(Scanning Electron Microscope)觀察了材料的形貌，恒流充放電測(cè)試

3、研究了合成材料的比容量和循環(huán)性能。 實(shí)驗(yàn)采用FeC2O4·2H2O、LiNO3、NH4H2PO4作為原料，通過正離子摻雜的方法對(duì)其進(jìn)行改性。采用Zn2+對(duì)LiFePO4進(jìn)行鐵位摻雜，比較他們的充放電性能和循環(huán)性能。研究結(jié)果表明，LiFePO4的摻雜物具有較好的充放電性能和循環(huán)性能。同時(shí)分別采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)1％、3％、5％Zn2+摻雜比例，比較它們對(duì)LiFePO4的性能改進(jìn)效果，實(shí)驗(yàn)表明，Zn2+摻雜比例在3％時(shí)，首次充放電容量首次達(dá)