鋰離子電池正極材料LiMPO4(M=Fe,V)的制備及性能研究.pdf

1、LiFePO4和Li3V2(PO4)3材料以其無毒、電壓平臺高、比容量高、循環(huán)性能及安全性能好等優(yōu)點成為鋰離子電池正極材料的研究熱點之一。但是該材料導電率較低，在大電流充放電的條件下，放電性能有待改善。研究表明，對LiMPO4(M=V、Fe)進行摻雜或包覆改性可以改善其電化學性能。本文主要采用了球磨高溫固相法，針對磷酸亞鐵鋰進行了碳摻雜/包覆改性；同時采用溶膠-凝膠法和碳熱還原法合成了新材料磷酸釩鋰。通過粒度分布(ParticleSiz

2、eDistribution)、掃描電鏡(ScanningElectronMicroscope)及X射線衍射(X-RayDiffraction)分析產(chǎn)物的形貌及結構；采用電化學測試研究合成材料的充放電比容量、循環(huán)及倍率性能。
　　研究發(fā)現(xiàn)，當Li/Fe(atomratio)=1，選用LiOH·H2O為鋰源，在Ar/H2氣體保護下，350℃預燒4h，650℃燒結10h時制備的LiFePO4材料性能較優(yōu)，首次放電比容量為98mAh/g，

3、放電效率大于88％，具有較好的可逆性能。使用不同碳前驅(qū)體對磷酸亞鐵鋰進行摻碳改性，結果表明以蔗糖為碳前驅(qū)體合成的LiFePO4/C材料性能最好，0.1C充放電時，放電比容量可達138mAh/g，循環(huán)50次后，材料的放電比容量仍為133mAh/g，容量保持率為95.7%，表現(xiàn)出良好的循環(huán)性能。0.1C充電，1C放電時，放電比容量在84mAh/g~87mAh/g之間，有較好的大電流放電性能。說明摻碳能有效的提高LiFePO4的電化學性能。<

4、br>　　本實驗分別采用溶膠-凝膠法和碳熱還原法制備了新材料磷酸釩鋰。兩種方法分別以Li2CO3、LiOH·H2O、LiF、LiAc·H2O為鋰源，對鋰源進行了比較，結果表明，以LiF為鋰源時磷酸釩鋰的首次放電比容量明顯高于以其他三種物質(zhì)為鋰源時。實驗優(yōu)選以LiF為鋰源，采用碳熱還原法制備Li3V2(PO4)3材料，并優(yōu)化了焙燒工藝，發(fā)現(xiàn)：N2氣保護下，700℃焙燒8h更有利于合成性能良好的磷酸釩鋰材料。0.1C充放電時放電比容量達到1