高功率LiFePO4電極材料的制備及其電化學(xué)性能.pdf

1、LiFePO4作為新型鋰離子電池的正極材料，具有較高的比容量，安全性和循環(huán)穩(wěn)定性好，成本低，已開始規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)。為適應(yīng)動力型鋰離子電池的要求，需對LiFePO4進行改性和修飾進一步提高材料的電化學(xué)性能。為解決此問題科研人員已采用了多種方法主要為：1）減小顆粒粒徑，2）摻雜其他離子，3）表面包覆碳層及摻雜高導(dǎo)電性物質(zhì)等。本文采用水熱輔助方法制備了具有特殊形貌的LiFePO4，并對其進行修飾。具體研究內(nèi)容如下：
　　(1)采用水熱輔

2、助方法成功合成了具有孔道結(jié)構(gòu)的碳包覆LiFePO4納米顆粒，探討了不同溫度、時間、pH等條件對材料的影響。研究發(fā)現(xiàn)，在pH值為7.0，650℃晶化15h，可制得性能較好的LiFePO4樣品。
　　(2)采用高導(dǎo)電性的多壁碳納米管材料對多孔LiFePO4材料進行修飾，多壁碳納米管與石墨化碳層構(gòu)成的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)提高了材料的導(dǎo)電性能。電化學(xué)測試結(jié)果表明，在0.2C的電流密度下，其放電比容量為161mAh/g。5C的大電流密度下放電容量為97

3、mAh/g，倍率特性有了明顯的提高。在1C電流密度下循環(huán)80次后的容量保持率為92.1％。
　　(3)成功制備了石墨烯負載的LiFePO4材料。石墨烯的片層結(jié)構(gòu)緩解了晶化過程中顆粒之間的團聚，同時石墨烯具有良好的導(dǎo)電性能，其與石墨化碳層緊密結(jié)合形成三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，提高了材料的電化學(xué)性能。結(jié)果表明，在0.2C電流密度下，其放電容量為162mAh/g。10C時其放電容量為95mAh/g，且在10C的大電流密度下循環(huán)200次后容量保持率可