鋰離子電池正極材料LiFePO4的摻雜包覆及電化學性能研究.pdf

1、隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和我國政策的扶持，磷酸鐵鋰(LiFePO4)作為一種重要的動力電池正極材料，由于其較高的安全性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、良好的循環(huán)性能和無毒廉價等優(yōu)點引起了廣泛的關(guān)注。但由于LiFePO4具有較低的電子導電率與鋰離子擴散速度，其不適于大電流放電，限制了材料的發(fā)展，因此對磷酸鐵鋰的改性研究起到重要作用。
　　本研究通過水熱法制備LiFePO4正極材料，并系統(tǒng)的研究釩元素摻雜，其摻雜量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、添加不同表面

2、活性劑和碳包覆等因素對材料組成、相結(jié)構(gòu)、形貌以及電化學性能的影響。并通過固相法制備磷酸鐵鋰材料，系統(tǒng)的研究了熱處理前后球磨和碳包覆對材料組成、相結(jié)構(gòu)、形貌以及電化學性能的影響。本文采用水熱法制備釩元素摻雜磷酸鐵鋰材料。研究發(fā)現(xiàn)，在制備LiVxFe1-xPO4時，當x=0.1時，在180℃反應(yīng)24h能得到純相的磷酸鐵鋰正極材料。對其添加不同表面活性劑發(fā)現(xiàn)，加入陽離子表面活性劑CTAB得到的LiFePO4材料的粒徑(400～800nm)最小

3、，且具有良好的電化學性能。最終我們對釩元素摻雜的磷酸鐵鋰材料進行碳包覆，材料具有最佳的電化學性能，0.1C時的放電比容量為104.8mAh/g。采用固相法合成過程中，以草酸亞鐵為鐵源，碳酸鋰為鋰源，葡萄糖為碳源(相對產(chǎn)物質(zhì)量為20mass％)和磷酸二氫銨混合，經(jīng)700℃燒結(jié)10h制備的LiFePO4/C樣品，XRD研究結(jié)果表明，所有合成樣品的主要晶相均為橄欖石結(jié)構(gòu)的LiFePO4。對樣品反應(yīng)前后球磨，從而減小磷酸鐵鋰的顆粒尺寸和增加其緊