微納米球形磷酸鐵鋰自組裝制備及性能研究.pdf

1、橄欖石型LiFePO4是一種新型鋰離子電池正極材料，因其安全性能好、循環(huán)性能高、價格低廉、環(huán)境友好等特點，成為鋰離子動力電池首選正極材料，并到了廣泛的關(guān)注和研究。
　　 本論文探索了二次合成法制備LiFePO4的工藝過程，原創(chuàng)性地提出以前驅(qū)體FePO4的形貌調(diào)控為基，構(gòu)建具有可控微結(jié)構(gòu)的LiFePO4。采用水熱法合成形貌可控的FePO4，以FePO4為前驅(qū)體成功制備了三種不同形貌的LiFePO4。研究了工藝參數(shù)對FePO4微觀結(jié)

2、構(gòu)的影響，探索了以FePO4為前驅(qū)體制備微結(jié)構(gòu)可控的LiFePO4的工藝過程，成功制備了具有良好電化學脫嵌鋰活性的球形LiFePO4。
　　 采用沉淀-水熱法制備FePO4，以Fe(NO3)3·9H2O、NH4H2PO4為原料，并加入檸檬酸作添加劑，系統(tǒng)研究了反應(yīng)時間、溫度、pH值、反應(yīng)物配比、反應(yīng)物濃度對FePO4材料微觀結(jié)構(gòu)的影響，結(jié)果表明:反應(yīng)物濃度為0.1mol/C，F(xiàn)e∶P摩爾比為1∶1.5，反應(yīng)物pH值為1.5時12

3、0℃水熱反應(yīng)24h，經(jīng)550℃熱處理2h得到具有微-納二級結(jié)構(gòu)的球形FePO4，其比表面積為13.97m2/g。
　　 采用溶液蒸干-熱處理方法制備LiFePO4，分別以FePO4、草酸鋰檸檬酸為鐵源、鋰源、檸檬酸。系統(tǒng)研究了鋰量、碳源、余碳量對材料晶體結(jié)構(gòu)、表面形貌及性能的影響。結(jié)果表明:FePO4與Li+摩爾比為1∶1.2，摻碳量為7％時700℃熱處理10h時得到的LiFePO4樣品性能最好，XRD結(jié)果顯示為純相LiFePO

4、4，掃描結(jié)果顯示為尺寸均勻的球形顆粒，在0.1C倍率下首次放電容量達到132.5mAh/g。
　　 本文研究了LiFePO4/C材料形貌與電化學性能之間的關(guān)系。結(jié)果表明，具有微-納二級結(jié)構(gòu)球形LiFePO4/C材料具有較佳的電化學性能，0.1C倍率下，其首次充電容量為136mAh/g，首次放電容量為132.5mAh/g，庫倫效率高達97.4％，且20次循環(huán)后容量保持率為較高。證明了具有微-納二級結(jié)構(gòu)的球形LiFePO4/C材料具