摻釩LiFePO4正極材料的制備與表征研究.pdf

1、磷酸鐵鋰因?yàn)榫哂谐杀镜汀o毒性、無污染等優(yōu)勢，所以被作為鋰離子電池正極材料廣泛研究。但是，磷酸鐵鋰離子導(dǎo)電性和電子導(dǎo)電性方面的不足限制了它在鋰離子電池中的應(yīng)用。針對這一不足，我們以Na2ATP為生物自組裝模板，并且提供磷源和碳源，以FeCl3·6H2O作為鐵源，以Li2CO3作為鋰源，以NH4VO3作為釩源，以葡萄糖作為還原劑利用生物模板-碳熱還原法合成摻釩LiFePO4。分別以鐵釩摩爾比、燒成溫度、摻釩方式和水熱處理為單一變量研究摻釩

2、LiFePO4的合成。通過XRD測試對合成的試樣進(jìn)行組成研究，以磷酸鐵鋰相含量高為依據(jù)篩選出摻釩LiFePO4試樣，其成分為磷酸鐵鋰、釩酸鐵鈉和多孔玻璃。對篩選出的摻釩LiFePO4試樣進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)研究，發(fā)現(xiàn)摻釩之后材料能夠形成由顆?；蛘咂瑺罱Y(jié)構(gòu)組裝形成的球形或花狀形貌，磷酸鐵鋰/釩酸鐵鈉復(fù)合結(jié)構(gòu)，多級(jí)孔結(jié)構(gòu)和石墨化碳結(jié)構(gòu)。通過充放電、CV和EIS測試驗(yàn)證XRD測試分析結(jié)果，篩選出相同的摻釩LiFePO4試樣，其合成工藝條件為：鐵釩摩爾

3、比為1:1，不進(jìn)行水熱處理，固相摻釩，700℃燒成。電化學(xué)測試表明，篩選出的摻釩LiFePO4在2.5～4.2V電壓范圍內(nèi)0.1C倍率下的首次放電比質(zhì)量容量為202.8mAh g-1，超過磷酸鐵鋰?yán)碚摫热萘浚?70mAh g-1），在10.0C倍率下的放電比質(zhì)量容量也能保持在100.4mAh g-1。在研究摻釩LiFePO4工藝、組成、結(jié)構(gòu)和性能的基礎(chǔ)上，我們確定材料的合成機(jī)理為：水溶液中表面帶負(fù)電荷的Na2ATP膠束與帶正電荷的金屬離