LiFePO4-C鋰離子電池正極材料的制備及結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、LiFePO4由于具有低成本、無毒性、充放電平臺性和循環(huán)性能好的優(yōu)點而廣受關(guān)注,但是這種橄欖石結(jié)構(gòu)材料的低電導(dǎo)率限制了其高倍率性能從而限制了其在目前急需的電動汽車電源等高動力性能電池方面的應(yīng)用。本文在溶膠凝膠法制備LiFePO4的基礎(chǔ)上,對溶膠進(jìn)行機(jī)械球磨活化以更好的優(yōu)化碳包覆LiFePO4/C復(fù)合材料的形貌,并通過原位引入Fe2P等方法,進(jìn)一步提高其高倍率性能。采用XRD、SEM、元素分析等材料結(jié)構(gòu)測試分析方法和恒電流充放電、循環(huán)伏安

2、法以及電化學(xué)阻抗譜等電化學(xué)測試技術(shù)對不同合成條件如不同的溶膠球磨時間及溶膠溶劑、不同的干凝膠預(yù)處理、不同的燒結(jié)溫度和時間下合成的材料結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能進(jìn)行了研究。
　　 研究結(jié)果表明,機(jī)械活化能減小LiFePO4/C的顆粒尺寸,并能改變Fe2P相的含量,經(jīng)機(jī)械活化處理后,LiFePO4/C在不同倍率下的放電容量得到明顯增加。同時相對于蒸餾水,乙醇作為溶膠溶劑獲得的樣品具有更好的電化學(xué)性能。在以草酸亞鐵、氫氧化鋰、磷酸二氫銨和乙二醇

3、為初始原材料的條件下,以乙醇為溶劑,材料的倍率性能隨溶膠機(jī)械活化時間從2小時增加到8小時,顯示出先增大再減小的趨勢,其中4小時可獲最好的倍率性能,這主要和該條件下合成的LiFePO4/C具有最小的顆粒尺寸和合適的Fe2P含量(2.8wt.％)有關(guān)。碳含量隨球磨時間的增加基本保持不變,約為2.7％。
　　 低溫煅燒獲得LiFePO4/C的結(jié)晶性差,但溫度的提高導(dǎo)致LiFePO4/C顆粒的長大,均不利于材料倍率性能的提高。論文通過對