鋰離子電池活性材料硅酸亞鐵鋰的制備及性能研究.pdf

1、鋰離子電池以其能量密度高、環(huán)境友好等優(yōu)點已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備。其中，鋰離子電池正極材料的容量較低是制約其比能量進一步提升的關(guān)鍵因素，因此高容量鋰離子電池正極材料是目前的一個研究熱點。近年來，Li2FeSiO4因其價格低廉、環(huán)境友好、理論放電比容量高、循環(huán)穩(wěn)定性好等優(yōu)點引起了廣泛的關(guān)注，然而該材料的導(dǎo)電率很低（僅為6×10?14S cm1）。
　　本論文采用不同形貌特征的二氧化硅作為硅源，構(gòu)筑一系列不同形貌的硅酸亞鐵鋰與

2、不同碳材料的復(fù)合材料，并對其制備過程及產(chǎn)物的電化學(xué)性能展開研究，主要內(nèi)容包括以下三個方面：
　?。?）以納米SiO2為原料制備碳包覆的 Li2FeSiO4/C和 Li2-xFeSi1-xPxO4/C。結(jié)果表明，Li2FeSiO4/C材料在制備過中出現(xiàn)了 Fe2O3雜質(zhì)，在10 mA g-1的電流密度下首次放電比容量為164mAh g-1。而通過磷酸二氫氨參與反應(yīng)所制得的Li2-xFeSi1-xPxO4/C表現(xiàn)出了不同的結(jié)構(gòu)和性能，

3、其中，x=3％時，產(chǎn)物不含其他雜質(zhì)相，且在相同的測試條件下首次放電比容量可達179mAh g-1，超過一個鋰離子脫嵌的容量，在前5周放電比容量的衰減量是首次放電比容量的8.9%，但此后基本保持穩(wěn)定，第30周放電比容量為第六周放電容量的94.5%，表現(xiàn)出了良好的穩(wěn)定性。并且，經(jīng)過探究發(fā)現(xiàn)，在 Li2-xFeSi1-xPxO4/C的合成過程中涉及到了一個自催化的過程，即NH4H2PO4在多種條件下可以逐步分解出H2，增強了體系的還原性，阻止

4、了產(chǎn)物中三價鐵雜質(zhì)的生成。
　?。?）成功制備了復(fù)合兩種形式碳的 Li1.97FeSi0.97P0.03O4/C/G(G代表石墨烯)?？紤]到材料的振實密度，降低了無定形碳（C）的含量，并探究了最佳的石墨烯加入方式和加入量。結(jié)果表明，以球磨方式加入硅酸亞鐵鋰理論質(zhì)量8%的石墨烯得到的產(chǎn)物電化學(xué)性能最佳，在0.1C下首次放電容量可達150mAh g-1，且倍率性能很好，而相同測試條件下不加石墨烯的材料首次放電比容量僅為68mAh g-