鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的水熱合成及改性研究.pdf

1、橄欖石結構LiFePO4目前被認為是最有潛力的鋰離子二次電池正極材料之一，該材料具有原料來源廣泛、環(huán)境友好、熱穩(wěn)定性好、比能量高、循環(huán)性能好、安全性能優(yōu)異、無記憶效應等優(yōu)點，被廣泛用于純電動汽車和混合動力汽車中。但目前LiFePO4正極材料仍存在電導率較低等不足，近年來的研究主要集中在改善LiFePO4材料的導電性能方面，其中最有效的方法是碳包覆和金屬離子摻雜。
　　本文在綜述國內外LiFePO4作為鋰離子電池正極材料研究進展的基

2、礎上，從提高材料電化學性能出發(fā)，采用水熱合成方法，對LiFePO4的合成工藝進行改進，制備出了碳包覆及金屬離子摻雜的LiFePO4。采用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)等對材料的形貌結構和成分進行了分析，并采用恒電流充放電測試手段分析了材料的電化學性能。
　　本文以FeSO4·7H2O、H3PO4和LiOH-H2O為主要原料，先以水熱法合成前驅體，再經過高溫焙燒，合成了橄欖石型的LiFePO4，系統(tǒng)研究了水熱反應溫度

3、、水熱反應時間、焙燒溫度和焙燒時間對產物的影響。研究表明，當水熱反應溫度為150℃，反應時間為6 h，焙燒溫度為700℃，焙燒時間為5 h時得到了晶粒細小、分散性較好的LiFePO4，材料表現出較好的電化學性能，首次放電比容量達到106.6 mA·h/g。為了進一步改善LiFePO4材料的電化學性能，以不同碳源進行包覆和不同金屬離子對LiFePO4進行摻雜研究。結果表明，碳包覆和金屬離子摻雜并沒有改變LiFePO4的橄欖石型結構，包覆的