磷酸鐵鋰在鋰離子水溶液中嵌鋰行為研究.pdf

1、LiFePO4是有序規(guī)整的橄欖石型結(jié)構(gòu)，屬于正交晶系，空間群為Pmnb，是一種稍微扭曲的六方最密堆積結(jié)構(gòu)。晶體由FeO6八面體和PO4四面體構(gòu)成空間骨架，P占據(jù)四面體位置，而Fe和Li則填充在八面體的空隙中，Li+具有一維可移動(dòng)性。充放電過(guò)程中可以可逆的脫出和嵌入。放電時(shí)，Li+從氧原子八面體中心位置嵌入，充電時(shí)Li+脫嵌過(guò)程則正好相反。
　　 本論文應(yīng)用掃描循環(huán)伏安法，研究自制LiFePO4材料在LiNO3水溶液體系中的脫/嵌

2、鋰過(guò)程,該掃描曲線(xiàn)是一個(gè)完整的、閉合的氧化/還原峰曲線(xiàn)，峰型尖銳，說(shuō)明LiFePO4材料在水溶液體系中具有電化學(xué)可逆性。數(shù)次循環(huán)后，容量衰減。
　　 本實(shí)驗(yàn)中使用不同的導(dǎo)電材料做集流體，如不銹鋼網(wǎng)、Pt片等，用不同的水溶液介質(zhì)，如LiNO3、Li2SO4等溶液，對(duì)LiFePO4材料在鋰離子水溶液進(jìn)行循環(huán)伏安測(cè)試。實(shí)驗(yàn)證明，不同的集流體材料、不同的水溶液介質(zhì)對(duì)LiFePO4材料在鋰離子水溶液介質(zhì)中的嵌/脫鋰過(guò)程無(wú)明顯影響，說(shuō)明Li

3、FePO4材料可以作為從鋰離子水溶液中提鋰的材料。
　　 對(duì)LiFePO4材料在LiNO3水溶液中進(jìn)行恒電位嵌鋰，對(duì)嵌鋰后的LiFePO4材料進(jìn)行恒電位脫鋰，將嵌入材料中的Li+釋放到去離子水溶液中，以分光光度法測(cè)定其中Li＋的吸光度。對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)Li+吸光度～濃度（g/L）曲線(xiàn)，根據(jù)關(guān)系式，計(jì)算出其Li+濃度，與LiFePO4材料的最大嵌鋰量相比，計(jì)算出LiFePO4材料的初次嵌鋰效率。LiFePO4材料的初次嵌鋰率為35.30％

4、，初次嵌鋰量為12.80mg/g，第二次嵌鋰效率為25.50％。說(shuō)明LiFePO4材料可以作為含Li+水溶液的嵌鋰材料進(jìn)行提鋰，但是提鋰效率低。
　　 按照上述操作，對(duì)同一LiFePO4材料進(jìn)行數(shù)次嵌/脫鋰，其嵌鋰量衰減，可能是由于：一，LiFePO4材料在溶液中長(zhǎng)時(shí)間浸泡，少量溶解，二，LiFePO4材料與集流體接觸不夠緊密，不利于電荷傳遞。
　　 以L(fǎng)iFePO4材料對(duì)貧鋰離子水溶液嵌鋰，將嵌入的Li＋釋放到去離子水