LiFePO-,4--C正極材料改性及電極制備工藝研究.pdf

1、本文采用球磨工藝制備了鋰離子電池正極材料LiFePO4/C，材料在常溫下具備非常優(yōu)秀的快速充放性能，1C倍率充電后首次放電比容量分別為109.1mA·h/g (5C), 118.7mA·h/g (3C), 126.8mA·h/g (2C) 以及 140.7mA·h/g (1C)。同時(shí)對(duì)材料在不同溫度下的循環(huán)性能進(jìn)行研究，LiFePO4/C在常溫和低溫下顯示出優(yōu)秀的循環(huán)性能。常溫25℃，1C倍率下1000次循環(huán)后仍具有112mA·h/g的

2、比容量，衰減小于18％；低溫-20℃，1C倍率首次循環(huán)比容量為74.8mA·h/g，但材料在1000次循環(huán)中幾乎沒有衰減。材料在高溫55℃，1C倍率下首次放電比容量為160.6mA·h/g，但在200次循環(huán)后出現(xiàn)明顯衰減。因此為了使LiFePO4/C材料在實(shí)際中得到更好地應(yīng)用，其高溫性能還有待提高。 本文通過摻雜LiF對(duì)LiFePO4/C復(fù)合材料進(jìn)行改性研究，按LiFe(PO4)1-xF3x/C (x:0.025, 0.05,

3、0.075, 0.1)配比，以LiF加入起始反應(yīng)物制備材料。發(fā)現(xiàn)摻雜后LiFePO4/C復(fù)合材料電化學(xué)性能明顯提高。LiFe(PO4)0.925F0.225/C在高溫下表現(xiàn)出優(yōu)秀的高倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性，其不同倍率下放電比容量分別為：96.6mA·h/g (30C), 128.1mA·h/g (8C), 135.1mA·h/g (5C)以及147.4mA·h/g (1C)。同時(shí)高溫1C倍率下1000次循環(huán)后比容量仍為80.9mA·h/g

4、。而在低溫環(huán)境下，F(xiàn)摻雜對(duì)LiFePO4/C材料電化學(xué)性能的改善沒有起到作用。 另外本文利用正交實(shí)驗(yàn)L33(9)，探討本課題組中試實(shí)驗(yàn)樣品磷酸鐵鋰正極的制備工藝參數(shù)，電解液和導(dǎo)電劑對(duì)電極工作性能的影響。采用不同活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑的配比制備LiFePO4/C電極，應(yīng)用不同電解液組裝成鋰離子電池，并在0.1C和1C倍率下進(jìn)行充放電循環(huán)測(cè)試，確定了電極組成最佳配比以及最為匹配的電解液。在電極制備過程中選用不同導(dǎo)電劑進(jìn)行研究。發(fā)現(xiàn)