LiFePO-,4-在水溶液中的電化學性能研究.pdf

1、水溶液鋰離子電池是一類新型的二次電池，它使用水溶液電解液代替有機電解液，消除了使用有機電解液而存在的燃燒、爆炸等安全隱患，其在低電壓電池如鉛酸電池、堿錳電池等領域存在很大的競爭潛力。 LiFePO<,4>作為一種新型鋰離子電池正極材料，鋰離子在其中能可逆地嵌脫，結構穩(wěn)定性好，工作電壓適中(0.4V vs NHE)，處于水的電位穩(wěn)定區(qū)間，同時具有價格低廉、環(huán)境友好、循環(huán)壽命長等優(yōu)點，滿足作為水溶液鋰離子電池正極材料的要求。目前的研

2、究集中在IAFePO<,4>的合成技術及其在非水體系中的充放電行為方面，而對水溶液鋰離子電池正極材料的性能研究在國內(nèi)外鮮有報道。本文首先采用循環(huán)伏安法(CV)、充放電測試和X射線衍射(XRD)對LiFePO<,4>在水溶液中的結構、形貌及電化學性能進行了研究，并探討了以LiFePO<,4>和TiO<,2>為正負極，飽和LiNO<,3>水溶液為電解液組裝成水溶液鋰離子電池的可行性。通過交流阻抗法(EIS)探討了LiFePO<,4>電極在不

3、同測試條件下的脫嵌鋰過程。采用SEM對浸漬前后的電極材料進行表征，并結合充放電測試結果對阻抗譜不同頻率區(qū)域進行分析，提出了等效電路模型，采用Zview2軟件對實驗結果進行了擬合，并在此基礎上分析了IAFePO<,4>在飽和LiNO<,3>水溶液中的電極反應機理。 鋰離子在活性材料中的擴散系數(shù)是電極嵌脫反應中的重要參數(shù)，它對于電極的極化以及對電池的充放電性能有較大的影響。目前關于水溶液鋰離子電池的基礎研究工作仍很薄弱，尤其是電極反