磷酸鐵鋰正極材料的制備與改性研究.pdf

1、西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文磷酸鐵鋰正極材料的制備與改性研究專業(yè)：車輛工程碩士生：張陽指導(dǎo)教師：許云華教授摘要磷酸鐵鋰作為常見的鋰離子電池正極材料，具有諸多優(yōu)點(diǎn)。首先，磷酸鐵鋰晶體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，使用壽命長。其次，安全性能好，在猛烈撞擊下不易爆炸。最后，磷酸鐵鋰綠色環(huán)保，原材料來源廣泛且易于制備。但是磷酸鐵鋰也有一些缺點(diǎn)，第一，鋰離子擴(kuò)散速度慢，電子導(dǎo)電率較低，其自身阻抗相對較大；第二，其振實(shí)密度較小，只有1.2gcm3，制成的電池體積較大

2、。為了解決這些缺點(diǎn)，目前主流的改性方法包括摻雜、包覆、改善表面形貌，本文對三種研究方法都進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。具體工作如下：(1)以水熱法為基礎(chǔ)，在磷酸鐵鋰的Fe位摻雜稀土Ce。摻雜1%到5%稀土Ce未改變磷酸鐵鋰的橄欖石型晶體結(jié)構(gòu)，但擴(kuò)大了晶胞體積，有利于鋰離子的脫嵌。稀土Ce的摻雜具有細(xì)化晶粒的作用，可以有效地減小鋰離子的擴(kuò)散和遷移途徑。隨著Ce摻雜量的增加，0.1C倍率下的LiFe1xCexPO4C(x=0.010.030.05)初始

3、放電比容量首先升高，然后下降，在x=0.03時(shí)達(dá)到最高，放電比容量為144.1mAhg。摻雜稀土Ce后樣品的電荷轉(zhuǎn)移阻抗顯著下降。50次循環(huán)測試以及倍率性能測試表明LiFe0.97Ce0.03PO4C具有最好的循環(huán)性能和倍率性能，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，可以適應(yīng)大電流充放電。循環(huán)性能測試結(jié)束后的CV測試表明樣品LiFe0.97Ce0.03PO4C在循環(huán)50次后氧化還原峰明顯，樣品結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具有良好的可逆反應(yīng)特性。(2)以乙二醇為溶劑，分別添加苯甲酸、