paa絡(luò)合法制備磷酸亞鐵鋰

1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)2009屆本科優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選集324溶膠凝膠法制備磷酸亞鐵鋰的研究化工學(xué)院：張慧指導(dǎo)教師：王殿龍摘要：論文研究了采用三價(jià)鐵為鐵源溶膠凝膠法制備鋰離子電池正極材料磷酸亞鐵鋰的工藝，利用XRD、SEM分析了產(chǎn)物的晶型結(jié)構(gòu)和微觀形貌，探討了不同鋰源、不同蔗糖加入量、燒結(jié)時(shí)間及金屬離子摻雜改性對(duì)合成材料充放電性能的影響，通過(guò)循環(huán)伏安和電化學(xué)阻抗譜分析了材料的電化學(xué)性能。結(jié)果表明，合成產(chǎn)物為橄欖石型磷酸亞鐵鋰，摻雜碳和金屬離

2、子能有效控制顆粒長(zhǎng)大；以氫氧化鋰為鋰源，加入60%蔗糖，摻雜鋯離子，650℃燒結(jié)18h制備的磷酸亞鐵鋰的可逆性好，0.2C放電比容量達(dá)到160mAhg。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：溶膠凝膠；磷酸亞鐵鋰；電化學(xué)性能Abstract：Thispaperpreparedlithiumironphosphatethroughasolgelmethod.Wediscussedtheeffectoflithiumsourcesamountofsucrosesi

3、nteringtimemetaliondopingonthegedisgeperfmanceoftheaspreparedproducts.Theelectrochemicalperfmanceofthelithiumironphosphatewasinvestigatedbycyclicvoltammetryelectrochemicalimpedancespectroscopyanalysis.XRDanalysisresultsh

4、owedthatthecrystallinestructureoftheproductistheolivinetypelithiumironphosphate.SEMobservationfoundthatcarbonmetalionsdopingcaneffectivelycontroltheparticlegrowth.Thelithiumironphosphateexhibitedacapacityof160mAhg1at0.2C

5、rategoodreversibilitywhentheywerepreparedbyusinglithiumhydroxideasalithiumsourceadding60%sucrosesinteringat650℃f18h.Keywds：solgellithiumironphosphateelectrochemicalproperties1引言鋰離子電池作為一種高性能的可充綠色電源，近年來(lái)已在各種便攜式電子產(chǎn)品和通訊工具中得到廣

6、泛應(yīng)用，并被逐步開(kāi)發(fā)為電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電源，從而推動(dòng)其向安全、環(huán)保、低成本及高比能量方向發(fā)展。其中，正極材料對(duì)鋰離子電池性能起到關(guān)鍵作用。傳統(tǒng)的鋰離子電池正極材料集中于鋰的過(guò)渡金屬氧化物如LiMO2(M=Co，Ni，Mn)和LiMn2O4。但LiCoO2成本高，資源貧乏，毒性大，耐過(guò)充性差[1]；鎳酸鋰(LiNiO2)制備困難，熱穩(wěn)定性差[2]；LiMn2O4資源豐富、價(jià)格便宜、無(wú)毒，但其容量較低，高溫穩(wěn)定性和循環(huán)穩(wěn)定性較差[3]；而鐵資

7、源豐富、價(jià)廉并且無(wú)毒，鐵系正極材料成為目前電池界的研究熱點(diǎn)，其中具有規(guī)整的橄欖石結(jié)構(gòu)的LiFePO4價(jià)格低廉，熱穩(wěn)定性好，對(duì)環(huán)境友好，是一種極具潛力的正極材料[4]。2溶膠凝膠法制備溶膠凝膠法制備LiFePO4C材料及表征材料及表征2.1摻雜金屬離子合成樣品的摻雜金屬離子合成樣品的XRD分析分析圖21為氫氧化鋰：硝酸鐵：磷酸二氫銨摩爾比為1.05:1:1，蔗糖加入量為產(chǎn)物質(zhì)量的60%，檸檬酸加入硝酸鐵摩爾量的3倍，蒸餾水為溶劑，650℃

8、燒結(jié)18h，乙酸鎂摻入量為產(chǎn)物L(fēng)iFePO4摩爾量的10%合成的LiFePO4C樣品的XRD圖。由圖可以看出，與LiFePO4的標(biāo)準(zhǔn)圖主峰對(duì)應(yīng)的很好，峰形尖銳，說(shuō)明合成了有序的橄欖石型LiFePO4C，結(jié)晶較好，但仍存在少量的雜峰，說(shuō)明合成材料中存在少量雜質(zhì)，可能是高溫下發(fā)生了副反應(yīng)。圖22為硝酸鋯摻入量為產(chǎn)物L(fēng)iFePO4摩爾量的2%合成的LiFePO4C樣品的XRD圖。由圖可以看出，摻雜Zr4后合成的材料主峰尖銳，與標(biāo)準(zhǔn)LiFePO