淬冷法制備LiFePO4正極材料及其電化學(xué)性能的研究.pdf

1、橄欖石型LiFePO4具有原料價(jià)格低廉、環(huán)境友好、比容量大及電化學(xué)性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，是目前被人們研究最廣泛的鋰離子二次電池正極材料之一，但其較低的電導(dǎo)率阻礙了其商業(yè)化進(jìn)程。本文采用淬冷技術(shù)對(duì)制備方法進(jìn)行了改進(jìn)，提高了材料的性能。主要研究?jī)?nèi)容包括：
　　 ⑴分別采用高溫固相法和液氮淬冷法制備得到了純相LiFePO4，并對(duì)產(chǎn)物分別進(jìn)行結(jié)構(gòu)和形貌的表征以及電化學(xué)性能的測(cè)試。結(jié)果顯示兩種方法制備得到的純相LiFePO4材料均為單一的橄欖石

2、相晶體；其中液氮淬冷法制備的試樣的顆粒粒徑更為細(xì)小且分布均勻，無明顯團(tuán)聚；試樣的放電比容量較大，平臺(tái)較為平緩，充放電過程中的極化現(xiàn)象減小。
　　 ⑵以殼聚糖為碳源，對(duì)LiFePO4進(jìn)行碳包覆處理，用液氮淬冷法制備得到了LiFePO4/C復(fù)合材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：所得材料為單一的橄欖石型結(jié)構(gòu)的晶體，加入的碳源并沒有對(duì)材料的晶體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，碳的加入使得產(chǎn)物的顆粒變小且粒徑分布更為均勻。與純相LiFePO4相比，LiFePO4/C復(fù)合

3、材料的導(dǎo)電性更好，充放電過程的極化較小，放電比容量和循環(huán)性能得到了顯著的提高。液氮淬冷法制備得到的LiFePO4/C復(fù)合材料在0.2 C倍率下的放電比容量為143.5 mAh·g-1，首次充放電效率為92.3％，20次充放電循環(huán)之后僅有3.5%的容量損失。
　　 ⑶分別對(duì)煅燒溫度及煅燒時(shí)間這兩個(gè)重要的淬冷工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果顯示：煅燒溫度為650℃，煅燒時(shí)間為6h時(shí)，試樣顆粒的形貌最佳，粒徑約為150 nm。在小電流放電時(shí)，