鋰電池正極材料LiFePO-,4-及LiNi-,1-3-Co-,1-3-Mn-,1-3-O-,2-研究.pdf

1、磷酸鐵鋰(LiFePO<,4>)及層狀的Li[Ni<,1/3>Mn<,1/3>CO<,1/3>]O<,2>電極材料是當(dāng)前鋰離子電池新一代正極材料的研究熱點(diǎn)。針對目前材料所存在的缺陷及研究現(xiàn)狀，本論文從摻雜、包覆的角度，運(yùn)用固相法及溶膠凝膠法合成并研究了這兩種材料的結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能。 采用MoO<,3>氧化物前驅(qū)物對磷酸鐵鋰(LiFePO<,4>)進(jìn)行少量的摻雜。研究表明，少量的摻雜并未影響到LiFePO<,4>的晶體結(jié)構(gòu)。其中6

2、50℃煅燒的1％Mo摻雜的LiFePO<,4>材料在以0.2C的倍率充放電時，首次放電容量能達(dá)到143 mAh/g。在此種材料中添加10％乙炔黑(質(zhì)量分?jǐn)?shù))后材料的大倍率放電性能有所提高。 論文采用溶膠凝膠法合成了Li<,0.99>Mo<,0.01>FePO<,4>/C正極材料，XRD、 SEM、TGA/DTA、EA、CV、XPS及充放電測試對其進(jìn)行表征。結(jié)果顯示少量摻雜并未影響到其橄欖石結(jié)晶結(jié)構(gòu)，但能提高其放電容量及循環(huán)性能。

3、其中在700℃煅燒12 h的樣品以0.2C和2C放電時，首次容量分別能達(dá)到161和124 mAh/g。這與摻雜金屬離子和碳包覆有關(guān)。 論文采用TiO<,2>對LiFePO<,4>進(jìn)行包覆以改善其電化學(xué)性能，結(jié)合X射線衍射(XRD)分析，考察了不同包覆量對材料結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)包覆沒有改變樣品結(jié)構(gòu)；但包覆量過大樣品的首次放電容量降低。其中2％包覆的樣品性能最佳。透射電鏡顯示TiO<,2>能較均勻包覆在顆粒表面，包覆樣

4、品具有較小的轉(zhuǎn)移阻抗。 本文首次采用固相法對Li[Ni<,(1-x)/3>Mn<,(1-x)/3>Co<,(1-x)/3>Al<,x>]O<,2>(x=0，0.01，0.02，0.04)材料進(jìn)行鋁元素?fù)诫s研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)摻雜量在x=0.04時材料結(jié)構(gòu)并未發(fā)生根本改變。摻雜量為2％的樣品首次放電容量為221 mAh/g，循環(huán)性能及大電流放電性能較好。 溶膠凝膠法合成了碳包覆的Li[Ni<,1/3>Mn<,1/3>CO<,1/