二維磷酸鐵鋰納米片的制備及其電化學(xué)性能的研究.pdf

1、能源是當(dāng)今社會發(fā)展的主要動力，經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展離不開能源的推進(jìn)作用。目前普遍適用的傳統(tǒng)能源來自于非可持續(xù)再生的煤、石油等，日益不斷的開采，將面臨此類非可持續(xù)資源逐步匱乏的問題，與此同時(shí)，傳統(tǒng)非可再生能源的利用過程中，還將面臨嚴(yán)重的環(huán)境問題，諸如溫室氣體的排放等等。新型可再生清潔能源的開發(fā)利用是目前亟待解決的主要問題。其中，風(fēng)能、太陽能、潮汐能等新型可再生清潔能源的開發(fā)將為能源領(lǐng)域注入新的活力，將成為替代傳統(tǒng)能源的主要候選之一。然此類能源均

2、屬于非連續(xù)型能源，找尋合適的儲能裝置是推動此類能源應(yīng)用發(fā)展的關(guān)鍵。鋰離子電池是目前為止最有潛力的電源系統(tǒng)，因其可以提供高的工作電壓及能量密度，而有望用做大規(guī)模能量存儲及電動汽車和插電式混合動力汽車的車載能量存儲的電池。目前商用鋰離子電池正極材料主要為LiCoO2，但這種材料的缺陷較多，例如成本昂貴、安全性能差等。相比于LiCoO2，LiFePO4因其原材料價(jià)格低廉、理論容量高、循環(huán)壽命長且環(huán)境友好等優(yōu)勢，成為目前熱門的正極材料之一。但由

3、于本身晶體結(jié)構(gòu)的限制，其電子電導(dǎo)率和離子傳導(dǎo)率較差，成為阻礙LiFePO4材料被廣泛應(yīng)用于動力及儲能領(lǐng)域的主要因素。
　　本論文采用溶劑熱合成法，以FeSO4·7H2O、H3PO4、和LiOH·H2O為原料合成磷酸鐵鋰，應(yīng)用XRD、SEM對材料的結(jié)構(gòu)及形貌進(jìn)行表征，利用恒電流充放電方法、循環(huán)伏安法及交流阻抗研究所合成磷酸鐵鋰的電化學(xué)性能，綜合考察了合成條件中不同水含量對磷酸鐵鋰形貌和電化學(xué)性能的影響。同時(shí)通過添加石墨烯，考察不同含

4、量石墨烯對磷酸鐵鋰電化學(xué)性能的改善。
　　研究表明:合成條件中不同水含量對所形成的磷酸鐵鋰產(chǎn)物的形貌有很大影響，不同水含量合成條件下，最終形成不同粒子尺寸的磷酸鐵鋰納米片。另外加入不同含量的石墨烯對磷酸鐵鋰正極材料的電化學(xué)性能有不同程度的優(yōu)化，其中，添加磷酸鐵鋰活性質(zhì)量2％的石墨烯條件下樣品的性能為最佳，通過電化學(xué)性能測試分析，5 mlH2O條件下加入石墨烯量為磷酸鐵鋰質(zhì)量2%所合成的材料，在充放電倍率為0.2 C時(shí)，達(dá)到165