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文檔簡介
1、鋰離子電池具有能量密度高,循環(huán)性能好,工作電壓穩(wěn)定,自放電低,無記憶效應,無污染等優(yōu)點,近年來得到迅猛發(fā)展。鋰離子電池的正極材料在很大程度上決定著電池的工作電壓和容量;并且與負極碳材料相比容量較低,所以電池容量最終是由正極材料確定的。目前的商品電池基本上都用LiCoO2作正極活性材料,它是已知的正極材料中成本最高的。為了降低電池成本,必須研究開發(fā)更便宜的正極材料。另外動力電池對電池的安全性要求也比較高。LiFePO4恰好能滿足以上要求,
2、是近期研究較多的正極材料之一。本論文的研究成果主要包括以下幾個方面: 1.初步探索分階段固相加熱法合成純相LiFePO4和非復合型摻碳LiFePO4;初步采用不同的碳前驅,包括聚丙烯酰胺(Polyacrylamide),蔗糖(Sucrose)和酚醛樹脂(Phenolicresin),合成LiFePO4/C復合材料??疾煲陨细鞣N材料的物化性質,并對其電化學性能進行了表征和測試。結合相應的能量密度,我們優(yōu)選出了具有最佳碳含量的LiF
3、ePO4/C復合材料,并初步摸索出模板合成工藝的最佳燒結溫度。 2.初步研究表明,以聚丙烯酰胺(以后簡稱PAM)為碳前驅合成出的復合材料具有顆粒度小,倍率放電性能優(yōu)良,電化學容量高等優(yōu)點。我們進一步詳細考察了材料所具有的復合結構,及其對材料電子導電性和倍率容量的改善作用。透射電鏡(TEM)和原子力顯微鏡(TP-AFM)觀測顯示,這種材料具有LiFePO4/C納米共生結構以及次級納米顆粒,結構中LiFePO4與C的接觸更加緊密,有
4、效提高了材料的電子導電性。次級納米顆粒也大大增加了材料的活性比表面積,從而改善材料的高倍率充放電性能。同時這種緊密的納米共生結構,也是材料高振實密度的內在原因。研究還發(fā)現(xiàn),PAM模板合成材料具有一些特殊的電化學行為,我們對此也給予了合理解釋。進一步我們觀測了不同量的PAM模板劑,對材料的不同的改性作用。 3.第三章詳細論證了PAM模板合成機理,文中對合成過程的實時紅外光譜(IR)和X光衍射譜(XRD),以及合成前驅體的熱力學分析
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