鋰離子電池正極材料Li2FeSiO4的水熱法制備及其性能研究.pdf

1、正極材料是Li+的唯一提供者，是制約電池比容量的關(guān)鍵因素。Li2FeSiO4作為鋰離子電池的正極材料，由于其具有較高的理論容量，其中每個(gè) Li2FeSiO4分子中有兩個(gè)鋰離子，當(dāng)一個(gè)鋰離子可逆脫嵌時(shí)其理論比容量為166mAh/g，當(dāng)兩個(gè)鋰離子可逆脫嵌時(shí)其理論比容量可到達(dá)332mAh/g，同時(shí)，Li2FeSiO4具有穩(wěn)定的循環(huán)性能，又具有很好的安全性能，對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，其越來(lái)越受到人們的青睞，具有廣闊的應(yīng)用前景。Li2FeSiO4的晶體

2、結(jié)構(gòu)、鋰離子的嵌入脫出機(jī)制的相關(guān)研究在不斷地成熟，并且其合成方法的探索也在不停地研發(fā)。Li2FeSiO4合成方法眾多，其中高溫固相法、溶膠凝膠法、水熱合成法都在陸續(xù)報(bào)道中，但是在較常見(jiàn)的適用于工業(yè)中大批量的合成方法中，高溫固相法和溶膠凝膠法已經(jīng)有了很多嘗試，然而在水熱合成法的研究進(jìn)展上相對(duì)較為困難。
　　本論文主要通過(guò)水熱合成方法可控制備具有一定形貌的納米尺寸的Li2FeSiO4，并考察其電化學(xué)性能。論文的主要內(nèi)容分為以下三部分:

3、采用水熱方法合成含碳的Li2FeSiO4(LFS-C)顆粒，在不同溫度條件下對(duì)LFS-C的生長(zhǎng)進(jìn)行探索，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行比較分析，最后發(fā)現(xiàn)制備LFS-C正極材料的最佳溫度為200℃，該方法制備的樣品尺寸大概分布在100~400nm之間，很好的得到了納米級(jí)LFS-C正極材料，合成的LFS-C正極材料中含有少量 Fe2O4雜質(zhì)；采用球磨法和水熱合成法相結(jié)合的方法合成不含碳的Li2FeSiO4(LFS)顆粒，在不同堿性條件下對(duì)LFS的生長(zhǎng)進(jìn)行探索

4、，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行比較分析，最后發(fā)現(xiàn)制備LFS正極材料的最佳條件是pH=10,該方法制備的樣品尺寸大概分布在100~300nm之間，得到的納米級(jí)LFS正極材料較純，不含有雜質(zhì)峰；研究Li2FeSiO4正極材料的電化學(xué)特性，其主要是通過(guò)充放電比容量，充放電循環(huán)特性，倍率特性，交流阻抗等方法來(lái)對(duì) LFS和 LFS-C進(jìn)行電化學(xué)特性上的分析與比較，最后發(fā)現(xiàn)含碳的Li2FeSiO4比不含碳的Li2FeSiO4具有更好的電化學(xué)特性，這是由于碳的加入能