鋰離子電池用LiFePO-,4--C的復(fù)合碳源法制備、表征與性能研究.pdf

1、LiFePO4材料具有安全、環(huán)保、低成本及優(yōu)良循環(huán)性能，近年來正成為正極材料的研究熱點(diǎn)。然而，LiFePO4弱的導(dǎo)電能力限制了材料的倍率性能和實(shí)際應(yīng)用。本文旨在通過復(fù)合碳源包覆、離子摻雜和優(yōu)化制備方法等手段提高LiFePO4的導(dǎo)電性，進(jìn)而提高其電化學(xué)性能。 本文以FeC2O4、 Li2CO3、NH4H2PO4和蔗糖等為原料，采用固相法制備了橄欖石型LiFePO4/C。通過正交試驗(yàn)考察了球磨工藝、燒結(jié)溫度、燒結(jié)時(shí)間和碳源用量對樣品

2、性能的影響。利用XRD、SEM、TEM、EA等手段對LiFePO4/C進(jìn)行物相、微觀形貌和碳含量分析；通過組裝模擬鈕扣電池，對其進(jìn)行充放電、循環(huán)穩(wěn)定性、交流阻抗等電化學(xué)測試。結(jié)果表明原料球磨后所制LiFePO4/C比容量提高了39.2％；700℃下燒結(jié)的樣品晶體結(jié)構(gòu)完整，顆粒大小均勻，比容量值高(128.9 mAh/g)。800℃燒結(jié)的樣品中存在少量Li3P04、 Fe2P和Fe雜質(zhì)。 首次以蔗糖和PEG1000為復(fù)合碳源制備了

3、橄欖石型LiFePO4/C，樣品電化學(xué)性能良好，電流密度34 mA/g(0.2 C)下首次放電容量為145.7 mAh/g，10次循環(huán)后基本無衰減。 用改進(jìn)的共沉淀法制備了LiFePO4/C，樣品在0.2和1C條件下的放電容量分別149.0和126.3 mAh/g，循環(huán)穩(wěn)定性優(yōu)良，在0.2 C充放電10次后，容量保持率為97.2％。并考察了沉淀劑添加量、體系pH值和不同復(fù)合碳源對樣品電化學(xué)性能的影響。 發(fā)展了一套非水溶膠

4、凝膠體系，以LiCl、FeCl2、H3PO4為主要原料，無水乙醇為溶劑，制備出具有特定形貌的納米級LiFePO4/C。這種非水溶膠凝膠體系能快速形成溶膠凝膠，具有易干燥，周期短的特點(diǎn)。樣品0.2和1C放電比容量分別為157.7和130.9 mAh/g。探討了不同復(fù)合碳源對產(chǎn)品形貌和性能的影響。 在非水溶膠凝膠法制備橄欖石型LiFePO4/C的基礎(chǔ)上通過摻雜改性制備了離子摻雜LiMxFeyPO4/C(M=Mg、 Cr、Zr)。其中