LiFePO4正極材料的制備與改性研究.pdf

1、LiFePO4 作為鋰離子電池正極材料具有比容量高、合成原料價(jià)格低廉、環(huán)境友好、循環(huán)性能及安全性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。是下一代鋰離子電池正極材料的首選。然而導(dǎo)電性(電子導(dǎo)電性和離子導(dǎo)電性)差和Li+的擴(kuò)散速率低、高倍率充放電性能差阻礙了LiFePO4的應(yīng)用。
　　 本論文采用水熱法制備LiFePO4，選取水熱溫度和水熱時(shí)間這兩個(gè)最為重要的參數(shù)進(jìn)行調(diào)控，以制備結(jié)晶性好、純度高的LiFePO4。采用XRD、FSEM、EDAX等測(cè)試分析，發(fā)現(xiàn)

2、水熱條件在180℃、3h下，制備得到的LiFePO4的結(jié)晶性最好、純度最高。并進(jìn)一步探討了不同溫度和時(shí)間下，水熱法制備LiFePO4的合成機(jī)理及生長(zhǎng)機(jī)理。
　　 為了提高LiFePO4的導(dǎo)電性、Li+的擴(kuò)散速率及高倍率充放電的性能，采用熱處理及Ni 摻雜對(duì)LiFePO4 進(jìn)行改性研究。
　　 研究了熱處理對(duì)LiFePO4的影響。通過TG 測(cè)試分析，確定了較為合適的熱處理工藝：在N2 氣氛保護(hù)下，熱處理溫度為900℃，時(shí)間

3、為5h。采用XRD、FSEM、FTIR及電化學(xué)性能測(cè)試分析，對(duì)比了熱處理前后LiFePO4的物相、形貌，發(fā)現(xiàn)處理后的LiFePO4的結(jié)晶性更好，顆粒尺寸更?。粚?duì)LiFePO4的部分基團(tuán)進(jìn)行分析，解釋了引起各點(diǎn)吸收峰出現(xiàn)的原因，確定了[PO4]基團(tuán)是LiFePO4 主要聚陰離子部分；采用電化學(xué)性能測(cè)試分析，解釋了放電容量的提高、循環(huán)性能的改善及交流阻抗降低的原因；并計(jì)算了LiFePO4中Li+的擴(kuò)散速率及解釋了Li+擴(kuò)散速率提高的原因。<

4、br>　　 采用水熱法制備了一系列的LiFe1-xNixPO4(x=1.0％、2.0％、5.0％、10.0％、20.0％、30.0％、40.0％)，并對(duì)LiFe1-xNixPO4 進(jìn)行了熱處理。采用XRD、FSEM 及EDAX 測(cè)試分析，確定LiFe0.98Ni0.02PO4的結(jié)晶性最好、純度最高和顆粒粒徑最小。綜合分析了LiFe0.98Ni0.02PO4的電化學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)Ni的摻雜并未引起LiFe0.98Ni0.02PO4 電位的改