高能鋰離子電池正極材料的制備與表征.pdf

1、在鋰離子電池的眾多正極材料中，LiFePO4材料是最具潛力能得到廣泛應(yīng)用正極材料，而且被認(rèn)為是目前電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的主要電極材料。LiFePO4具有高理論容量、循環(huán)壽命長、良好高倍率性能、環(huán)境友好、安全性能好、原材料價(jià)格低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)。但是LiFePO4也有缺點(diǎn)，主要是低的電子電導(dǎo)率、低的鋰離子擴(kuò)散系數(shù)和低的振實(shí)密度。碳包覆和摻雜高價(jià)金屬離子等一些方法被用來克服LiFePO4材料這些主要缺陷，但取得的效果不太明顯。最近納米級(jí)的LiFeP

2、O4顆粒越來越得到關(guān)注。這些納米級(jí)的材料具有良好的循環(huán)性能，優(yōu)異的高倍率放電性能等諸多優(yōu)點(diǎn)。這是因?yàn)榧{米級(jí)的顆粒能縮短電子的傳輸路徑和鋰離子的擴(kuò)散路徑，擴(kuò)大電化學(xué)反應(yīng)的有效區(qū)域。另一方面為了研究材料的形態(tài)對(duì)電化學(xué)性能的影響，在研究開發(fā)新合成方法來制備不同形貌的納米LiFePO4顆粒方面做了大量的工作，比如水熱/溶劑熱法，溶膠凝膠法、硬模板法等。在本文中我們采用水熱法或者溶劑法制備出了納米LiFePO4顆粒并通過不同的表面活性劑來控制顆粒

3、的形貌和尺寸，從而使其達(dá)到優(yōu)異的電化學(xué)性能。另外還研究了摻雜Mg和碳納米管(CNT)對(duì)材料電化學(xué)性能的影響。
　　在本文中以分析純的(NH4)2CO3，LiH2PO4，F(xiàn)eSO4·7H2O為基本反應(yīng)原料，采用水熱法制備出規(guī)整塊狀的納米LiFePO4材料。XRD和SEM分析結(jié)果表明，制得的LiFePO4材料具有純度高、粒徑小、形貌規(guī)則等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)加入不同的表面活性劑和改變反應(yīng)溫度，LiFePO4顆粒表現(xiàn)出不同的形貌和粒徑，但是它們的電

4、化學(xué)性能并不是很好。
　　另外還以分析純的FeSO4·7H2O，H3PO4，LiOH·H2O，檸檬酸為基本反應(yīng)原料，采用改進(jìn)的溶劑熱法制備出球狀的納米LiFePO4材料。XRD和SEM分析結(jié)果表明，制得的LiFePO4材料具有純度高、粒徑小，形貌規(guī)則等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)通過加入不同的表面活性劑，LiFePO4顆粒表現(xiàn)出不同的形貌和粒徑。充放電測試表明，PVP高分子和PEG-400低分子的介入使LiFePO4材料在0.1 C倍率下具有154.