新型鋰離子電池正極材料LiFePO-,4-的合成與改性研究.pdf

1、近年來,橄欖石型結構的磷酸鐵鋰(LiFeP04)由于原料來源廣泛、價格便宜、環(huán)境友好,用作正極材料時具有熱穩(wěn)定性好、循環(huán)性能優(yōu)良等突出特點,成為最有前途的正極材料之一.但是,IJFeP04材料非常低的電導率成為其進一步應用的障礙.本文針對這個問題,系統(tǒng)地研究了合成溫度、碳包覆、金屬離子體相摻雜對正極材料IJFeP04結構和性能的影響,從而尋找出提高材料電導率的途徑. 研究表明,采用高溫固相法合成出正極材料LiFePO<,4>,樣

2、品在550℃～750℃ 隨著溫度的升高材料顆粒逐漸減小,相應比容量增加；但是溫度繼續(xù)升高到850℃時,顆粒發(fā)生團聚,容量迅速衰減.750℃合成的正極材料LiFePO<,4>具有合理的粒徑和較窄的分布,所以具有最佳的電化學性能. 研究表明,采用碳包覆的方法能有效控制LiFePO<,4>在合成過程中顆粒尺寸的長大,得到了細小均勻的晶粒尺寸,并且細小的碳顆粒緊密的包覆在材料的顆粒周圍,能減小電極的反應電阻,降低材料的極化程度,

3、提高材料的電化學性能. 通過實驗比較了不同的碳的前驅(qū)體的摻雜效果,包括乙炔黑、聚丙烯酰胺(PAM)、酚醛樹脂和葡萄糖,結果表明摻10﹪的葡萄糖得到的包覆效果最好,0.1C電流放電其比容量可達到132.9mAh/g,高倍率充放電性能也優(yōu)于未包覆碳的樣品. 研究表明,通過向體相摻雜少量的金屬離子,包括Mg<'2+>、Zn<'2+>、A1<'3+>,均能夠從顆粒內(nèi)部提高LiFePO<,4>的電導率,在表面包覆碳的基礎上進一步改