鋰離子電池正極材料LiFePO4-C表面碳層改性的研究.pdf

1、隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染的日益嚴(yán)峻，人類迫切需要尋找新一代的清潔能源以實(shí)施長(zhǎng)久的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。新能源的利用需要高性能的儲(chǔ)能設(shè)備作為支撐。在眾多儲(chǔ)能設(shè)備中，綠色環(huán)保的鋰離子電池以其能量密度大、工作電壓適宜、循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放電小等特點(diǎn)廣受關(guān)注，而具有橄欖石結(jié)構(gòu)的LiFePO4更以其價(jià)格低廉、環(huán)境友好、理論容量高、熱穩(wěn)定性好等諸多優(yōu)點(diǎn)脫穎而出，成為了最有發(fā)展前景的正極材料之一。然而，磷酸鐵鋰電子電導(dǎo)率和離子擴(kuò)散率較低等不容忽視的缺點(diǎn)，也嚴(yán)重制

2、約了其在純動(dòng)力汽車、混以及其它大型鋰離子電池的移動(dòng)設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用。當(dāng)今公認(rèn)有效的改善方法為：縮小LiFePO4顆粒的粒徑尺寸、對(duì)LiFePO4顆粒內(nèi)部進(jìn)行晶相摻雜以及對(duì)LiFePO4顆粒表面碳層進(jìn)行改性。盡管單純的碳包覆在一定程度上克服了以上缺點(diǎn)，但是在倍率性能方面仍不能達(dá)到人們所期望的水平。
　　本文以實(shí)驗(yàn)室水熱法自制的LiFePO4/C為研究對(duì)象，采用三聚氰胺作氮源、三苯基磷作磷源，以提高材料電化學(xué)性能——特別是在高倍率下的

3、放電比容量及多次充放電循環(huán)表現(xiàn)——為主要目的，成功地制備了電化學(xué)性能顯著提升的氮改性和磷改性的新型LiFePO4/C正極材料，并且深入探索分析了制備過程中實(shí)驗(yàn)條件對(duì)于材料的影響。在20C的高倍率下，以最優(yōu)條件制備的氮改性和磷改性的新型LiFePO4/C材料的放電比容量分別為108.6 mAh·g-1和124.0 mAh·g-1。
　　通過XRD、Raman光譜、XPS及分峰、SEM、HRTEM、TG、氮?dú)鈿怏w吸附法、四探針法、電化