磷酸鐵鋰的碳包覆工藝及其電化學(xué)性能的研究.pdf

1、因橄欖石型LiFePO4正極材料具有工作電壓高、比容量大、無(wú)毒性、對(duì)環(huán)境友好、安全穩(wěn)定以及價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)受到眾多科研工作者的廣泛關(guān)注和深入研究，并被視為最具發(fā)展?jié)摿Φ匿囯x子電池正極材料。但是純相LiFePO4正極材料的本征電子電導(dǎo)率和鋰離子擴(kuò)散系數(shù)極低，不能單獨(dú)使用，常常需要通過(guò)體位摻雜或包覆改性，來(lái)改善LiFePO4的電化學(xué)性能。
　　本文分別采用高溫固相法、微波法、高溫固相-微波結(jié)合法制備LiFePO4正極材料。通過(guò)優(yōu)化制

2、備工藝以及探討適宜的碳包覆工藝，以提高LiFePO4的電子電導(dǎo)率和鋰離子的擴(kuò)散系數(shù)，并結(jié)合電學(xué)性能、物理性能及材料形貌等表征測(cè)試手段對(duì)材料的電化學(xué)性能做了較詳細(xì)的研究。
　　1、通過(guò)高溫固相法制備了LiFePO4和LiFePO4/C復(fù)合材料，考察了不同鋰源、不同焙燒溫度、不同焙燒時(shí)間、不同燒結(jié)壓力對(duì)材料電化學(xué)性能、表面形貌、晶體結(jié)構(gòu)的影響，并確定了最佳的制備工藝條件。同時(shí)探討了不同碳源、不同碳包覆方式以及不同碳包覆量對(duì)材料的電化學(xué)

3、性能、形貌結(jié)構(gòu)、振實(shí)密度的影響，并確定了最佳的碳包覆工藝。即：以Li2CO3為鋰源；以蔗糖為碳源；焙燒溫度720℃；焙燒時(shí)間10h；升溫速率10℃/min；前驅(qū)體燒結(jié)階段采用負(fù)壓燒結(jié)，燒結(jié)壓力為-0.09MPa；二次碳包覆碳量為3％時(shí)，產(chǎn)品的首次放電比容量為160.3mAhg-1，20次循環(huán)后放電比容量為152.4mAhg-1，容量保有率為95.1%。
　　2、針對(duì)多模腔微波爐特性，設(shè)計(jì)了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，確定了微波功率、微波燒結(jié)時(shí)間與燒

4、結(jié)溫度的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，微波間歇燒結(jié)比連續(xù)燒結(jié)更有利于改善材料的電化學(xué)性能，防止產(chǎn)品的過(guò)燒結(jié)。當(dāng)微波功率為500W，燒結(jié)7min，休息2min，再燒結(jié)7min制備的材料的首次放電比容量為93.99mAhg-1，20次循環(huán)后放電比容量為83.68mAhg-1，容量保有率為89%；當(dāng)碳包覆量為8%時(shí)，材料的首次放電比容量為102.23mAhg-1，20次循環(huán)后放電比容量為97.46mAhg-1，容量保有率為95.3%。
　　3、在前兩