鋰離子電池正極材料LiMPO4-C(M=Fe,Mn)的制備及改性研究.pdf

1、鋰離子電池具有諸如能量密度高、循環(huán)壽命長、無記憶效應(yīng)、自放電小及對環(huán)境友好等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于許多便攜式小型電子設(shè)備中,并且正在向大型的動力電源和儲能設(shè)備領(lǐng)域發(fā)展。改善電池的性能和降低電池成本是鋰離子電池目前發(fā)展所要實現(xiàn)的兩個主要目標(biāo),而改善正極材料的性能并降低其成本對實現(xiàn)以上目標(biāo)尤為重要。
　　本論文對橄欖石型的鋰離子電池正極材料的制備與改性作了相關(guān)研究,主要包括以下方面:
　　1.以乙酸鋰、抗壞血酸、乙酸鎂和自制的磷酸鐵

2、納米粒子為原料,通過改進(jìn)的固相法制得結(jié)晶度良好的碳包覆磷酸鐵鋰正極材料 LFP/C及其鎂離子摻雜產(chǎn)物Mg-LFP/C。物相結(jié)構(gòu)和形貌分析結(jié)果表明,顆粒表面碳包覆層厚度約為5 nm,鎂離子均勻地分布在顆粒中。恒流充放電、循環(huán)伏安等測試結(jié)果顯示,與LFP/C相比,Mg-LFP/C表現(xiàn)出更優(yōu)異的電化學(xué)性能,尤其是高倍率性能,其1 C和5 C的放電比容量分別達(dá)到130 mAh g-1和109 mAh g-1,5 C循環(huán)50次后容量保持率大于98

3、％。良好的電化學(xué)性能不僅歸因于顆粒粒徑小及表面均勻的碳包覆,還歸因于鎂離子摻雜,因為碳包覆可改善電子通道,摻雜可改善鋰離子擴(kuò)散通道。
　　2.采用兩步法合成了LiFexMn1-xPO4/C復(fù)合正極材料,該材料綜合了LiFePO4和LiMnPO4各自的優(yōu)點,研究了當(dāng)Fe/Mn分別為0/10、1/9、2/8、3/7、4/6和5/5時復(fù)合材料的電化學(xué)性能,實驗結(jié)果表明隨著Fe含量的增加,復(fù)合材料的倍率性能和循環(huán)性能均在提高,當(dāng)Fe/Mn