ZnFe2O4(Zn2SnO4)-石墨烯復(fù)合負(fù)極材料制備表征及摻雜提高磷酸鐵鋰低溫性能.pdf

1、面對(duì)動(dòng)力電池行業(yè)對(duì)高性能電池日益增長的需求，我們必須提高現(xiàn)有電池材料性能并著手研發(fā)新的電池材料體系。在負(fù)極材料領(lǐng)域，與傳統(tǒng)的碳負(fù)極材料相比，過渡金屬氧化物(TMO)因其充放電過程中的反應(yīng)特性而具有更高的比容量，例如氧化鋅，氧化錫，氧化鐵等。除了這些簡單的氧化物，很多有AB2O4(或A2BO4)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜氧化物作為鋰離子電池負(fù)極材料也很有前途，但是這些復(fù)雜氧化物在與鋰的嵌入/脫出過程當(dāng)中由于反應(yīng)時(shí)有巨大的體積變化而使得其循環(huán)穩(wěn)定性很差。石

2、墨烯，這種有著3維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的碳材料，有著大的比表面積以及高的機(jī)械強(qiáng)度，因此在反應(yīng)過程中可以緩沖體積變化并且抑制活性物質(zhì)顆粒的團(tuán)聚。
　　橄欖石型磷酸鐵鋰作為鋰離子電池正極材料由于循環(huán)穩(wěn)定性好，安全性可靠以及價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)成為一種很理想的正極材料。但是目前工廠實(shí)用化LiFePO4材料存在低溫性能不好、電導(dǎo)率較差、能量密度低以及加工性能差等問題。
　　通過一種簡單的一步水熱法合成了兩種不同形貌的Zn2SnO4與石墨烯的納米復(fù)合材

3、料。其中一種為微米級(jí)八面體形的Zn2SnO4被牢固地約束在石墨烯片上，形成一種特殊的納米復(fù)合結(jié)構(gòu)。另一種為納米尺寸的Zn2SnO4顆粒均勻地分散固定在被還原的石墨烯上。由于Zn2SnO4顆粒夾在石墨烯片層間故可以抑制疏水的石墨烯片層的堆疊。與純的Zn2SnO4材料相比，由于加入的石墨烯具有導(dǎo)電、分散以及抑制團(tuán)聚的作用，復(fù)合材料表現(xiàn)出更好的電化學(xué)性能。
　　ZnFe2O4與石墨烯的復(fù)合材料經(jīng)過簡單的一步原位水熱法制得。兩種不同尺寸的

4、球狀ZnFe2O4(100 nm與10 nm)固定在石墨烯片層間，形成一種獨(dú)特的復(fù)合結(jié)構(gòu)。ZnFe2O4/G復(fù)合材料在儲(chǔ)鋰方面表現(xiàn)出優(yōu)異的倍率性能與大電流循環(huán)性能。在ZnF e2O4/G-LiFe PO4/C組成的簡單全電池測試中也表現(xiàn)出很高的容量。
　　以Co，Mn，Ni，Zn的醋酸鹽經(jīng)過兩步固相法制備LiFe0.98M0.02PO4摻雜正極材料來研究Fe位摻雜對(duì)磷酸鐵鋰低溫性能的影響。根據(jù)電化學(xué)性能測試結(jié)果顯示，在低溫下?lián)紺o