水熱法制備LiFePO4-C及其改性研究.pdf

1、鋰離子電池作為一種新型的二次電池受到廣泛的關(guān)注。LiFePO4作為一種新型的鋰離子正極材料,一出現(xiàn)就因其低成本、環(huán)境友好性、高能量密度以及高的安全性能等優(yōu)點被認(rèn)為是最有前途的正極材料,代表了二次鋰離子電池的發(fā)展的方向,是目前最受關(guān)注的正極材料。
　　 采用水熱法成功制備了橄欖石結(jié)構(gòu)的碳包覆LiFePO4正極材料。研究了制備工藝和碳源對材料晶型結(jié)構(gòu)、晶粒尺寸、碳包覆效果和電性能的影響。采用XRD、SEM、TEM和電化學(xué)手段等分析手

2、段對正極材料的結(jié)構(gòu)、組成和充放電性能進(jìn)行了分析。實驗分別以明膠、葡萄糖以及兩者復(fù)合作為碳源,研究其對LiFePO4的包覆效果和電性能的影響。結(jié)果表明明膠在合成過程中不僅改善了LiFePO4材料的微觀形貌,同時增強了碳包覆效果,是葡萄糖包覆劑的有效補充。以6％明膠和100％葡萄糖共同作為包覆劑的LiFePO4／C復(fù)合材料顯示出了最佳的充放電性能,0.1C倍率下首次放電容量可達(dá)93.18mAh·g-1。
　　 在最佳碳包覆效果下,對

3、材料進(jìn)行了摻雜改性研究。分別通過金屬陽離子(Ni2+,Ti4+)摻雜和陰離子(F-)摻雜兩種摻雜方式,制備LiFePO4的摻雜固溶體,研究了摻雜對材料結(jié)構(gòu)和電性能的影響。結(jié)果表明,摻雜正負(fù)離子對材料的微觀形貌和結(jié)構(gòu)沒有造成顯著的影響,但是對材料的電化學(xué)性能存在一定的影響。經(jīng)過摻雜Ni2+,Ti4+改性后,LiFePO4首次放電比容量有所下降,但十次循環(huán)后的比容量保持值相比摻雜前提高了5％左右；經(jīng)過F摻雜改性的LiFePO4首次放電比容量