磷酸鐵鋰正極材料的制備與改性研究.pdf

1、西安建筑科技大學碩士學位論文磷酸鐵鋰正極材料的制備與改性研究專業(yè)：車輛工程碩士生：張陽指導教師：許云華教授摘要磷酸鐵鋰作為常見的鋰離子電池正極材料，具有諸多優(yōu)點。首先，磷酸鐵鋰晶體的結構穩(wěn)定，使用壽命長。其次，安全性能好，在猛烈撞擊下不易爆炸。最后，磷酸鐵鋰綠色環(huán)保，原材料來源廣泛且易于制備。但是磷酸鐵鋰也有一些缺點，第一，鋰離子擴散速度慢，電子導電率較低，其自身阻抗相對較大；第二，其振實密度較小，只有1.2gcm3，制成的電池體積較大

2、。為了解決這些缺點，目前主流的改性方法包括摻雜、包覆、改善表面形貌，本文對三種研究方法都進行了系統(tǒng)的研究。具體工作如下：(1)以水熱法為基礎，在磷酸鐵鋰的Fe位摻雜稀土Ce。摻雜1%到5%稀土Ce未改變磷酸鐵鋰的橄欖石型晶體結構，但擴大了晶胞體積，有利于鋰離子的脫嵌。稀土Ce的摻雜具有細化晶粒的作用，可以有效地減小鋰離子的擴散和遷移途徑。隨著Ce摻雜量的增加，0.1C倍率下的LiFe1xCexPO4C(x=0.010.030.05)初始

3、放電比容量首先升高，然后下降，在x=0.03時達到最高，放電比容量為144.1mAhg。摻雜稀土Ce后樣品的電荷轉移阻抗顯著下降。50次循環(huán)測試以及倍率性能測試表明LiFe0.97Ce0.03PO4C具有最好的循環(huán)性能和倍率性能，結構穩(wěn)定，可以適應大電流充放電。循環(huán)性能測試結束后的CV測試表明樣品LiFe0.97Ce0.03PO4C在循環(huán)50次后氧化還原峰明顯，樣品結構穩(wěn)定，具有良好的可逆反應特性。(2)以乙二醇為溶劑，分別添加苯甲酸、