鋰離子電池正極材料Li-,2-FeSiO-,4--C的合成與性能研究.pdf

1、本文詳細(xì)地評述了鋰離子電池及其正極材料的研究現(xiàn)狀，選取鐵系正極材料中的Li2FeSiO4作為研究對象，對其合成工藝、材料改性、結(jié)構(gòu)表征、電化學(xué)性能以及電極過程動力學(xué)性能進(jìn)行了詳細(xì)研究。 對溶膠-凝膠法合成Li2SiO3及將其用作前驅(qū)體制備Li2FeSiO4進(jìn)行了探索。對干凝膠和產(chǎn)物L(fēng)i2Si03進(jìn)行TG/DTA、XRD、SEM及粒度分析等測試，研究了合成Li2SiO3過程中回流、焙燒溫度、時間等因素的影響。得到合成Li2SiO3

2、的優(yōu)化條件為700℃下恒溫8h。 采用濕化學(xué)法-高溫固相合成了鋰離子電池正極材料Li2FeSiO4/C。系統(tǒng)地研究了合成溫度及時間對Li2FeSiO4/C正極材料的結(jié)構(gòu)與性能的影響，對Li2FeSiO4/C的合成條件進(jìn)行優(yōu)化。650℃下恒溫10h合成出的樣品顆粒小，粒徑均勻，電化學(xué)性能好。 采用表面包覆碳和鐵位摻鎳的方法對Li2FeSiO4進(jìn)行改性研究。研究了球磨、不同碳源、摻碳量及鐵位摻鎳改性對Li2FeSiO4/C復(fù)

3、合材料性能的影響。當(dāng)采用蔗糖作為碳源，含碳量為14.8％時以10mA·g-1的電流密度對Li2FeSiO4/C充放電，首次放電比容量達(dá)144.8mAh·g-1，13次循環(huán)后容量為136.5mAh·g-1，容量保持率為94.3％。700℃下恒溫10h合成出的Li2Fe0.9Ni0.1SiO4/C樣品，表現(xiàn)出了較好比容量和循環(huán)性能，較Li2FeSiO4/C有了進(jìn)一步的提高，首次放電比容量達(dá)到155.5mAh·g-1，循環(huán)15次后容量衰減僅為