鋰離子電池正極材料—LiFePO-,4-及FePO-,4-的合成和電化學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、近年來(lái)，聚陰離子型過(guò)渡金屬磷酸鋰，如：LiMPO<,4>(M= Co，Ni，Mn，F(xiàn)e，Cu)，有可能被做為新一代鋰離子電池正極材料，而引起了人們的極大關(guān)注。其中磷酸亞鐵鋰(LiFePO<,4>)材料由于具有如無(wú)毒、對(duì)環(huán)境友好、原材料來(lái)源豐富且價(jià)格低廉、比容量高、循環(huán)性能和熱穩(wěn)定性極好等諸多的優(yōu)點(diǎn)，被視為最有潛力替代鋰鈷氧化物材料和最具有應(yīng)用前景的鋰離子電池正極材料。但是磷酸亞鐵鋰本身也存在著一些主要的缺點(diǎn)，即較低電子和離子導(dǎo)電率引起的

2、大倍率充放電時(shí)可逆容量的大幅衰減。目前對(duì)LiFePO<,4>的研究主要集中在解決材料的導(dǎo)電和Li<'+>擴(kuò)散等問(wèn)題。我們的研究工作也主要圍繞這一問(wèn)題而展開(kāi)。同時(shí)在研究LiFePO<,4>正極材料的基于礎(chǔ)上開(kāi)展了對(duì)FePO<,4>的合成方法及電化學(xué)性能的研究。全文共分四部分： 1．本文對(duì)鋰離子電池的發(fā)展歷史，工作原理,基本結(jié)構(gòu)及應(yīng)用前景作了簡(jiǎn)要綜述；并詳細(xì)介紹了鋰離子電池正極材料，特別是LiFePO<,4>正極材料的研究進(jìn)展。

3、 2．利用固相絡(luò)合法成功制備系列LiFePO<,4>/C/Fe<,2>P復(fù)合材料。提出在制備過(guò)程中由于在較高溫度下及碳熱還原作用，在LiFePO<,4>正極材料表面原位形成Fe<,2>P導(dǎo)電雜膜，使得LiFePO<,4>正極材料的導(dǎo)電性能大幅提高，同時(shí)也增大了材料的振實(shí)密度，使其電化學(xué)性能得了到改善。作為對(duì)比，將制備的純相Fe<,2>P，按15﹪直接固相混合摻雜到LiFePO<,4>正極材料中，經(jīng)電化學(xué)性能測(cè)試表明，雖然電化學(xué)性能略

4、有差別，但改善不明顯。 3．采用兩種新方法(配位沉淀法和尿素均相沉淀法)制備FePO<,4>正極材料前驅(qū)體：即有機(jī)磷配合物Fe(Ⅲ)(OPO(OC<,6>H<,4>COO)<,2>)·0.5H<,2>O和FePO<,4>·1.5H<,2>O前驅(qū)體，然后通過(guò)熱分解制得磷酸鐵正極材料。研究其電化學(xué)性質(zhì)表明，采用絡(luò)合沉淀-熱分解的方法利于控制產(chǎn)物的形貌和粒徑而獲得粒子微細(xì)磷酸鐵化合物，更有利于Li<'+>擴(kuò)散，從而提高了材料的電化學(xué)性