鋰電正極材料LiFePO4-C的制備及其性能研究.pdf

1、近年來，具有橄欖石型結構的LiFePO4被認為是應用在便攜式電子產品和電動汽車上最有前途最理想的正極材料之一。這種材料擁有自己獨有的特征，比如高的充放電比容量，價格低廉、環(huán)境相容、綠色無毒、良好的熱穩(wěn)定性，能夠很好的滿足宿主載體使用環(huán)境的要求[1]。但是主要的缺點在于它固有的低的導電率，大約是10-9～10-10S· cm-1，低的鋰離子傳輸率，大約為10-14cm2·s-1，由于這個原因，只有在比較小的電流密度下，LiFePO4才具有

2、較高的比容量，這個限制因素很難滿足高速率驅動運行的電動汽車電源系統(tǒng)。因此，近年來的研究主要集中在如何提高由LiFePO4衍生出來的一系列正極材料的導電率和鋰離子傳輸速率上面，其中碳包覆改善LiFePO4得到碳包覆LiFePO4/C方法簡單易行有效，并且通過這種方式可以實現提高LiFePO4的大電流放電能力和循環(huán)穩(wěn)定性的目的。
　　 本文主要采用高溫燒結法和水熱還原法，圍繞碳包覆改善LiFePO4/C這個中心點展開工作，進行了以下

3、幾方面的探討和研究:
　　 首先通過對比純相LiFePO4和碳包覆以后的LiFePO4/C的電化學性能，確定了LiFePO4/C的性能優(yōu)于LiFePO4，0.1C時LFP和LFP/C的首次放電比容量分別為120.6mAh·g-1和150.7mAh·g-1;并對碳包覆改善中四種具有代表性的碳源葡萄糖、酚醛樹脂、聚乙烯醇、聚丙烯進行了TG-DTG分析并對比了復合后的LiFePO4/C的電化學性能，確定了固相高溫合成法下較佳的包覆碳源

4、為聚乙烯醇，聚乙烯醇產物導電率3.4×10-3S·cm-1，0.1C首次放電容量達150.7583mAh·g-1。
　　 同樣的四種包覆碳源采用水熱合成法合成產物LiFePO4/C，通過判斷Fe3+是否還原為Fe2+確定水熱合成法下較佳包覆碳源為聚乙烯醇;并且探討了不同水熱條件如PVA用量、水熱溫度、時間，高溫燒結溫度、時間對產物性能的影響，確定了較佳水熱還原制備合成條件為PVA用量3.0g，工藝條件為先在180℃水熱反應6h，