改性磷酸亞鐵鋰正極材料和改性錫合金負(fù)極材料的制備及電化學(xué)性能.pdf

1、因鋰離子電池具有其能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全性能好、無污染等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于移動(dòng)電話、數(shù)碼相機(jī)、筆記本電腦等便攜式設(shè)備中。在不久的將來，鋰離子電池還將用于驅(qū)動(dòng)混合電動(dòng)車和電動(dòng)汽車。因此，發(fā)展新型正極材料和負(fù)極材料對(duì)進(jìn)一步改善鋰離子電池的性價(jià)比十分必要。在各種正極材料和負(fù)極材料中，橄欖石型磷酸亞鐵鋰正極和錫銅合金負(fù)極被認(rèn)為是很有希望的材料。 本論文采用固相燒結(jié)-摻雜法制備了系列橄欖石型磷酸亞鐵鋰正極，也采用電鍍法制備了錫復(fù)合合

2、金材料。將X射線衍射、充放電循環(huán)實(shí)驗(yàn)、循環(huán)伏安實(shí)驗(yàn)、交流阻抗、紅外光譜、拉曼光譜、掃描電鏡等現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)方法用于研究樣品的合成條件與電化學(xué)性能、制備條件對(duì)樣品表面等理化性能的影響。 在磷酸亞鐵鋰制備中，采用固相燒結(jié)法制備了三類磷酸亞鐵鋰/碳復(fù)合材料，研究了樣品的理化性能。 (1)以碳酸亞鐵為鐵源，在720℃燒結(jié)制備了LiFePO4/C樣品。在以1C倍率電流充放電時(shí)，樣品的首次放電容量為113mAhg-1，50循環(huán)的放電容量為

3、116mAhg-1。估算的鋰離子擴(kuò)散系數(shù)為1.56×10-8 cm2s-1。樣品的電荷傳遞阻抗隨循環(huán)的進(jìn)行逐漸減小。 (2)采用固相燒結(jié)-摻雜法制備了LiFe1-xNixPO4/C樣品。研究結(jié)果表明，以1C倍率電流放電時(shí)，LiFe0.98Ni0.02PO4/C的首次放電容量為124 mAhg-1。LiFe0.98Ni0.02PO4/C樣品的電荷轉(zhuǎn)移阻抗及電極顆粒間的阻抗較小。鎳摻雜還加強(qiáng)了P-O鍵和Fe-O鍵的強(qiáng)度，對(duì)磷酸亞鐵鋰

4、的結(jié)構(gòu)起到了穩(wěn)定作用。 (3)采用固相燒結(jié)-兩步摻雜法制備了LiFexNi1-x(PO4)xI1-x/C。研究結(jié)果表明，在2C的倍率電流下，理論組成為Fe0.999Ni0.001(PO4)0.999I0.001/C的微米樣品的首次放電容量為123.3 mAhg-1，第50次的放電容量為121.4 mAhg-1。鋰離子擴(kuò)散系數(shù)約為5.52×10-8 cm2s-1。 在制備錫復(fù)合合金材料中，采用一步電鍍法和兩步電鍍法制得兩種