鋰離子電池正極材料LiFePO-,4--C的合成及分析表征.pdf

1、磷酸亞鐵鋰正極材料具有理論容量高（170mAh·g-1），循環(huán)性能好，來源豐富，安全性高，環(huán)境友好等特點，是鋰離子動力電池和大型蓄電源正極材料的熱門備選材料。目前磷酸亞鐵鋰材料已經(jīng)進入產(chǎn)業(yè)化階段，出現(xiàn)了專門用于制備磷酸亞鐵鋰的電池級磷酸鐵。選用磷酸鐵FePO4作為原料，可以簡化合成工藝，減少環(huán)境污染。本論文主要進行了以下幾方面的工作：
　　 FePO4原料的品質直接影響LiFePO4產(chǎn)物的性能。本論文以4種型號的市售FePO4·

2、2H2O為原料采用碳熱還原法分別合成不同的LiFePO4/C正極材料，并測試這些材料的電化學性能，分析表征FePO4·2H2O原料和LiFePO4/C產(chǎn)物的粒徑，粒徑分布，比表面積和形貌，并將LiFePO4/C組裝成扣式電池進行電化學性能測試。測試結果表明在諸物理性能中，原料FePO4·2H2O的比表面積對產(chǎn)物的電化學性能有決定性的影響。粒徑不能作為單獨的選擇條件。原料粉體的微觀形貌對材料沒有直接的影響。
　　 比較考察了以檸檬

3、酸，蔗糖，PVA三種有機物作為碳源對LiFePO4電化學性的改善情況和物理性能的影響。三種有機碳源在不同程度上提高了LiFePO4電化學性能，單獨使用時各存在優(yōu)缺點。將三種有機物按蔗糖：檸檬酸：PVA=3:2:1的比例混合添加，制得的LiFePO4/C在0.5 C、1C、2C、5C下首次放電比容量分別達到：144.5 mAh·g-1、138.5 mAh·g-1、130.5mAh·g-1、110.7 mAh·g-1。
　　 選用兩

4、組FePO4·2H2O為原料合成了LiFePO4/C復合材料并摻入1％的LiF進行改性。對XRD圖譜的分析表明，LiF與LiFePO4/C形成了單一的固溶體。循環(huán)伏安掃描結果顯示，F(xiàn)離子的摻入有效降低了鋰離子的極化作用。其中一個樣品在同等倍率下的放電比容量比未摻雜樣品的放電比容量提高了20mAh·g-1左右。對兩組樣品放電比容量的對比發(fā)現(xiàn)：采用簡單的固相一步合成法制備磷酸亞鐵鋰正極材料，當正極材料的比容量發(fā)揮到一定水平時，摻碳和氟離子摻