磷酸鐵鋰正極材料的制備與改性的研究.pdf

1、磷酸鐵鋰正極材料具有環(huán)境友好、理論容量高、熱穩(wěn)定性好、安全穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，是電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力汽車(chē)的理想電源，也是目前儲(chǔ)能鋰離子電池領(lǐng)域研究和生產(chǎn)開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。但由于其本身結(jié)構(gòu)的限制，導(dǎo)致以磷酸鐵鋰為正極材料的鋰離子電池導(dǎo)電性差、鋰離子擴(kuò)散速率慢，極大的限制了其應(yīng)用。
　　本研究以氫氧化鋰為鋰源，硫酸亞鐵為鐵源，磷酸為磷酸根源，乙二醇作為溶劑與還原劑，采用溶劑熱法制備了磷酸鐵鋰粉體和鈷摻雜磷酸鐵鋰粉體，分析了反應(yīng)物添加順序（Li-PO4

2、-Fe、Fe-PO4-Li），添加比例（Li：Fe：PO4分別為3：1：1、2.5：1：1、2：1：1）和鈷摻雜量對(duì)磷酸鐵鋰粉體結(jié)構(gòu)和性能的影響。借助XRD、SEM、EDS等手段表征了樣品的成分與形貌，利用循環(huán)伏安法測(cè)試了粉體的電化學(xué)性能。另外，釆用二次溶劑熱法制備了二氧化鈦復(fù)合磷酸鐵鋰粉體，探討了二氧化鈦的引入對(duì)磷酸鐵鋰正極材料的影響。采用溶劑熱法制備橄欖石型結(jié)構(gòu)磷酸鐵鋰。通過(guò)改變鋰源、鐵源、磷源的添加順序和比例可制備出紡錘狀、片狀、

3、扁球狀和顆粒狀的磷酸鐵鋰粉體。其中，反應(yīng)物添加順序?yàn)長(zhǎng)i-PO4-Fe，Li：Fe：PO4比例為3：1：1的磷酸鐵鋰粉體呈單分散紡錘狀、粒徑分布較為均勻，其首次放電比容量為61.9mAh/g，首次充放電效率為90.1％。鈷摻雜量為25mol%時(shí)，鈷元素?fù)饺肓姿徼F鋰晶體中形成固溶體，磷酸鐵鋰粉體呈球狀，分散性良好，與未摻雜的憐酸鐵鋰晶體相比，晶體晶胞體積和b軸長(zhǎng)度均減小，電化學(xué)性能提高，其循環(huán)20次后放電比容量為65.8mAh/g，循環(huán)2