水熱法合在鋰離子電池正級材料磷酸鐵鋰和磷酸釩鋰.pdf

1、本論文分別以水和水／乙醇混合溶劑為反應(yīng)介質(zhì),用水熱法制備了聚苯胺摻雜的磷酸鐵鋰(PAn-LiFePO4)正極材料。同時,用水熱法對反應(yīng)原料進行了預(yù)處理,制備了碳包覆的磷酸釩鋰[Li3V2(PO4)3／C]正極材料。研究了原料、反應(yīng)條件、反應(yīng)介質(zhì)等因素對產(chǎn)物性能的影響,優(yōu)化了反應(yīng)條件,利用紅外光譜、X射線衍射、元素分析等對產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進行了分析,并對產(chǎn)物的倍率性能、循環(huán)性能、伏安特性等進行了測試。
　　 以水作為水熱反應(yīng)介質(zhì),當Li

2、OH、FeSO4、NH4H2PO4的摩爾比為2:1:1時,在160℃下反應(yīng)12小時可以制備出純相的LiFePO4正極材料,但材料的循環(huán)性能較差。運用水熱法一步合成了聚苯胺摻雜的磷酸鐵鋰正極材料(PAn-LiFePO4),聚苯胺摻入量為20wt％時,0.1C倍率下磷酸鐵鋰的初始容量達到160mAh／g,循環(huán)50周后容量保持率達到95.9％。掃描電鏡觀察結(jié)果顯示,聚苯胺顆粒分布在磷酸鐵鋰顆粒的表面和顆粒之間,提高了材料的導電性能。
　

3、　 以無水乙醇與水的混合溶劑作為水熱反應(yīng)介質(zhì)制備PAn-LiFePO4正極材料,乙醇和水的比例對磷酸鐵鋰的結(jié)構(gòu)沒有明顯影響,但產(chǎn)物性能優(yōu)于以水為反應(yīng)介質(zhì)所得產(chǎn)物。當乙醇與水的體積比為1:2時產(chǎn)物的性能更優(yōu),0.1C倍率下,其容量達到160mAh／g,1C倍率下循環(huán)50周后容量保持率達到96.3％。掃描電鏡觀察結(jié)果顯示,混合溶劑介質(zhì)中得到的磷酸鐵鋰顆粒為規(guī)整的菱形片狀結(jié)構(gòu),粒徑均勻,比表面積大,產(chǎn)物的電化學性能因此得到改善。