磷酸鐵鋰-三維石墨烯復(fù)合材料的水熱法制備及電化學(xué)性能研究.pdf

1、橄欖石型結(jié)構(gòu)的LiFePO4（LFP）材料，由于其具有高理論比容量、循環(huán)壽命長、高溫性能好、安全性可靠、低成本和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，越來越受到人們的廣泛關(guān)注，是一種很有發(fā)展前途的鋰離子正極材料。
　　本課題采用水熱制備，冷凍干燥結(jié)合碳熱還原技術(shù)，探索了兩種不同復(fù)合方式合成的磷酸鐵鋰復(fù)合材料，并采用XRD、SEM、Raman、EIS、CV以及充放電測(cè)試對(duì)材料的結(jié)構(gòu)、形貌、電化學(xué)性能進(jìn)行研究，具體內(nèi)容如下：
　?。?）通過控制鐵源與

2、磷源比例、反應(yīng)溫度、時(shí)間、pH等因素制備出形貌較好的球形FePO4（FP）前驅(qū)體；
　?。?）以乙酸鋰為鋰源，10 wt％抗壞血酸和10 wt%葡萄糖為碳源分別在350℃預(yù)燒4 h，650℃煅燒10 h制備出最優(yōu)條件的LiFePO4/C復(fù)合材料；
　?。?）采用改進(jìn)的氧化還原法制備氧化石墨（GO）凝膠，通過超聲、水熱、冷凍干燥制備出具有三維多孔形的石墨烯材料；
　?。?）在磷酸鐵前驅(qū)體中加入5 wt%（理論生成LiFe

3、PO4的量）含量的三維石墨烯，充分研磨后碳熱還原制得的磷酸鐵鋰材料具有較好的電化學(xué)性能，3DG-LiFePO4/C復(fù)合材料在0.2 C倍率下的首次放電比容量能夠達(dá)到163.6 mAh/g，循環(huán)50圈后，容量仍能保持99.5%，且在0.5 C、1 C、2 C、5 C、10 C不同倍率下的首次放電比容量分別為152.7 mAh/g、142.3 mAh/g、127.4 mAh/g、103.7 mAh/g、83.9 mAh/g，該材料在1 C倍

4、率下循環(huán)100圈后容量仍能保持91.7%；
　　（5）按GO與FePO4質(zhì)量比為1:5，通過水熱法成功制備出了以三維石墨烯均勻包覆磷酸鐵的基體材料，再運(yùn)用碳熱還原成功合成了倍率性能和循環(huán)性能等電化學(xué)性能良好的LiFePO4/3DG/C復(fù)合材料，從SEM可以清晰地看出球形FePO4很好地鑲嵌在3DG的孔徑中，并且包覆得很均勻，材料在0.2 C首次放電比容量為165.1 mAh/g，循環(huán)50圈后容量仍能保持99.3%，且在0.5 C、