鋰離子電池正極材料球形磷酸亞鐵鋰的研究.pdf

1、橄欖石型LiFePO4理論比容量高、價格低廉、環(huán)境友好、循環(huán)性能優(yōu)良、安全性能突出,被認為是最具開發(fā)和應(yīng)用潛力的新一代鋰離子電池正極材料。由于LiFePO4的電子導(dǎo)電率低和鋰離子擴散速度慢,導(dǎo)致初始容量損失和倍率放電性能差；又因其堆積密度低,導(dǎo)致體積能量密度小。這兩點影響了LiFePO4材料的實用化。本文以制備球形LiFePO4為研究目的,對其合成與改性做了詳細研究。采用液相沉淀-高溫煅燒法合成球形LiFePO4,研究了合成條件對前軀體

2、NH4FePO4·H2O、產(chǎn)物L(fēng)iFePO4結(jié)構(gòu)、形貌及電化學(xué)性能的影響,通過X射線衍射(X-Ray Diffraction)分析了合成前軀體及產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)晶型,掃描電鏡(Scanning Electron Microscope)觀察了材料的形貌,恒流充放電測試研究了合成材料的比容量和循環(huán)性能,用循環(huán)伏安(Cyclic Voltammogram)和電化學(xué)阻抗譜(Electrochemical Impedance Spectroscope)

3、簡單分析了材料的電化學(xué)反應(yīng)機理。研究結(jié)果表明,采用FeSO4·7H2O、H3PO4和NH3·H2O為原料合成的前軀體為NH4FePO4·H2O,其晶體結(jié)構(gòu)與目標產(chǎn)物L(fēng)iFePO4的晶體結(jié)構(gòu)具有相似性,在高溫固相反應(yīng)之前就達到“結(jié)構(gòu)預(yù)置”的效果,反應(yīng)過程中晶體結(jié)構(gòu)變化較小,反應(yīng)易于進行。摻碳對振實密度有很大影響,隨著含碳量的增加,振實密度逐漸減小,摻碳5 mass%的LiFePO4/C振實密度為1.28 g·cm-3。采用氟化鋰為鋰源,蔗