鋰離子電池正極材料LiFePO4的制備及研究.pdf

1、橄欖石型LiFePO4材料，因其較低的生產(chǎn)成本、對(duì)環(huán)境無(wú)污染、高能量密度、良好的熱穩(wěn)定性及安全性，一直以來(lái)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，并被認(rèn)為是最有前景的鋰離子電池正極材料。但LiFePO4材料本身較低的電導(dǎo)率，導(dǎo)致了其倍率性能較差，加上堆積密度較低，這些都是制約LiFePO4材料商業(yè)化應(yīng)用的重要原因。
　　 本文采用一種較為新穎的兩步法方式，合成出了摻雜有碳納米管LiFePO4多孔狀球形材料(縮寫(xiě)為L(zhǎng)iFePO4/C/CNT)。其中碳

2、納米管(縮寫(xiě)為CNT)在前驅(qū)體合成過(guò)程中，不但增強(qiáng)了材料本身的導(dǎo)電性，在球形材料內(nèi)部產(chǎn)生了通道網(wǎng)絡(luò)。這種方法即可以維持了材料的球形形貌，又改善了LiFePO4材料內(nèi)部的導(dǎo)電性。從而我們合成出即具有高體積比能量，又優(yōu)異倍率性能的LiFePO4電極材料。球形FePO4/CNT合成方法為采用水熱法。通過(guò)控制pH值及反應(yīng)溫度，最終制備出球形FePO4前軀體。其反應(yīng)步驟為：首先溶液中的帶有正電荷Fe3+通過(guò)靜電吸附作用附著在經(jīng)過(guò)酸化處理過(guò)表面帶有

3、負(fù)電荷的CNT表面。通過(guò)調(diào)節(jié)溶液PH值的方法，使FePO4溶液度降低，從而在CNT表面逐漸形成FePO4納米級(jí)小顆粒。在隨后的水熱過(guò)程中，F(xiàn)ePO4顆粒逐漸的變大并團(tuán)聚，將CNT包覆在其中形成了球形FePO4/CNT顆粒。最終通過(guò)高溫固相法由球形FePO4/CNT前驅(qū)體制備出了球形LiFePO4/C/CNT材料。通過(guò)XRD、SEM及充放電實(shí)驗(yàn)等手段對(duì)所制備材料的結(jié)構(gòu)及性能進(jìn)行了表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在0.1 C、1 C、5 C、10C不同