碳包覆磷酸鐵鋰微波法合成研究.pdf

1、磷酸鐵鋰(LiFePO4)作為鋰離子電池的正極材料，因其具有相對(duì)較高的理論容量（170 mAh/g）、平穩(wěn)的充放電電壓平臺(tái)、高安全性、較好的熱穩(wěn)定性、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，成為可充電鋰離子電池的研究熱點(diǎn)。本文以FePO4·2H2O為鐵源、LiOH·H2O為鋰源，通過(guò)流變相和噴霧干燥法制備前驅(qū)體，用2450MHz、675W的電磁波作為加熱源，研究不同碳源材料對(duì)一步法合成碳包覆磷酸鐵鋰(LiFePO4/C)的形貌、結(jié)構(gòu)及性能的影響。
　　

2、 通過(guò)差示掃描量熱法(DSC)、熱重-差熱分析法(TG-DTA)熱分析手段，X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)等材料分析方法及恒電流充放電、循環(huán)伏安(CV)電化學(xué)測(cè)試技術(shù)對(duì)合成材料進(jìn)行表征和分析，研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)徒殡姵?shù)的聚乙二醇(PEG10000)為碳源，因其微波加熱熱慣性極小、反應(yīng)選擇性高，導(dǎo)致PEG10000碳化不完全，影響材料的電化學(xué)性能。以0.05 mol LiOH·H2O、 FePO

3、4·2H2O分別為鋰源、鐵源為例，蔗糖、聚乙二醇(PEG10000)、淀粉分別作為碳源，采用流變相-微波法合成LiFePO4/C，通過(guò)碳源添加量和微波加熱時(shí)間的優(yōu)化，研究表明:PEG10000最佳加入量為6g，微波加熱30 min，0.1C倍率放電最大比容量為107 mAh/g;蔗糖最佳加入量為2.5g，微波加熱25 min，0.1C倍率放電最大比容量為111 mAh/g;而淀粉最佳加入量亦為2.5g，微波加熱25 min，0.1C倍率

4、放電最大比容量則可達(dá)到122 mAh/g。
　　 采用流變相和噴霧干燥法制備含LiOH· H2O、FePO4·2H2O和碳源的前驅(qū)體，比較了兩種前驅(qū)體工藝對(duì)微波加熱相同時(shí)間合成磷酸鐵鋰的表觀形貌、電化學(xué)性能的影響。研究表明蔗糖(C12H22O11)、淀粉(C6H10O5)n為碳源，流變相-微波法合成的LiFePO4表觀形貌比噴霧干燥-微波合成材料顆粒團(tuán)聚嚴(yán)重，流變相-微波法合成材料電化學(xué)性能優(yōu)于噴霧干燥-微波法合成材料;檸檬酸(