石墨烯改性LiFePO4-C鋰離子電池正極材料的制備與低溫性能研究.pdf

1、本文用石墨烯與LiFePO4/C復合以改善其低溫電化學性能，采用懸浮液混合法制備復合正極材料，其中石墨烯加入量為0wt.％、3wt.%、5wt.%、7wt.%。利用XRD、Raman、SEM和HRTEM等檢測技術(shù)對材料的化學組成及微觀結(jié)構(gòu)進行了分析，用涂布法將正極粉體制成正極片并組裝成扣式電池，采用恒流充放電技術(shù)、循環(huán)伏安法（CV）、交流阻抗技術(shù)（EIS）和恒電位階躍法（PSCA）等分析了不同石墨烯加入量對LiFePO4/C材料在低溫下

2、（0℃、-10℃和-20℃）電化學性能的影響。
　　充放電測試結(jié)果表明石墨烯改性是提高LiFePO4/C在低溫下放電比容量以及循環(huán)穩(wěn)定性的一種有效方法，特別在2.0-4.2V電壓窗口下石墨烯含量為5wt.%時材料具有最好的低溫高倍率充放電性能。低溫-20℃時石墨烯加入量為0wt.%、3wt.%、5wt.%、7wt.%的樣品在1C倍率下的首次充放電比容量分別為82.5、91.5、98.2和89.1mA·h·g-1。在低溫下石墨烯加入

3、量為5wt.%的電極材料表現(xiàn)出了最好的倍率循環(huán)性能以及電化學可逆性。0℃、1C倍率下進行200次循環(huán)后各試樣容量剩余分別為83.0%、92.2%、94.1%和89.2%。-20℃、1C倍率下進行200次循環(huán)后石墨烯加入量為5wt.%的試樣比0wt.%的試樣放電比容量高31.1mA·h·g-1。
　　EIS測試結(jié)果顯示電荷轉(zhuǎn)移電阻（Rct）對低溫溫度變化最為敏感。未進行改性的樣品的電荷轉(zhuǎn)移電阻由0℃的182.3Ω劇增加至-20℃時的