鋰離子電池鐵基正極材料LiFePO-,4-的研究與應(yīng)用.pdf

1、本文介紹了鋰離子電池及其正極材料特別是LiFePO<,4>的研究進(jìn)展和存在的主要缺點(diǎn)及影響該材料電化學(xué)性能的因素。該材料的主要缺點(diǎn)是本身固有的電子電導(dǎo)率和離子電導(dǎo)率較低；通過(guò)摻入碳導(dǎo)電劑改善材料電導(dǎo)又引起材料振實(shí)密度的大幅度下降；由于此材料結(jié)構(gòu)的原因，該材料對(duì)溫度敏感，低溫性能較差。針對(duì)以上問(wèn)題我們展開了研究，其主要內(nèi)容如下： 1．用模板法制備LiFePO<,4>/C復(fù)合正極材料，并對(duì)模板進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)合成的材料進(jìn)行了結(jié)構(gòu)、形貌及

2、電化學(xué)性能的系統(tǒng)研究，優(yōu)選葡萄糖為最好的模板劑。 2．通過(guò)對(duì)前軀體進(jìn)行不同的分散，首次提出一種獨(dú)創(chuàng)性分散方法。該方法能制備出電化學(xué)性能較好、振實(shí)密度較高的LiFePO<,4>/C復(fù)合正極材料。 3．為了對(duì)LiFePO<,4>橄欖石結(jié)構(gòu)作適當(dāng)改性。首次采用乳酸鎂為摻雜源和部分碳源合成摻雜Mg<'2+>的LiFePO<,4>/C復(fù)合正極材料；合成摻雜Ta<'5+>的LiFePO<,4>/C材料：合成系列摻雜Cr<'3+>、T

3、i<'4+>、Sb<'5+>、V<'5+>、W<'6+>的LiFePO<,4>/C材料。研究發(fā)現(xiàn)摻雜基LiFePO<,4>/C材料能明顯提高放電容量和循環(huán)性能。系列摻雜研究表明摻雜效果受離子價(jià)態(tài)和離子半徑雙重影響。 4．通過(guò)XRD、穆斯堡爾譜、XPS印證LiFePO<,4>的電化學(xué)兩相機(jī)理和鋰離子脫嵌模型，找出LiFePO<,4>溫度敏感的根源，首次提出通過(guò)摻雜控制相變，使LiFePO<,4>低溫較差性能得到改善。 5．