硅酸鐵鋰正極材料的Ti摻雜改性及熔鹽合成工藝研究.pdf

1、Li2FeSiO4具有較高的理論容量，原料儲(chǔ)備豐富，對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)備受關(guān)注。然而，較低的電子電導(dǎo)率和Li+擴(kuò)散系數(shù)限制其實(shí)際應(yīng)用。為提高其性能，本文從體相摻雜和工藝制備角度對(duì)Li2FeSiO4進(jìn)行研究。
　　1、利用傳統(tǒng)固相工藝，制備了Ti4+源代替少量Li源樣品Li2-xTixFe0.8Mn0.2SiO4/C（x=0，0.02，0.05）和代替少量Fe源樣品Li2Fe0.8-xTixMn0.2SiO4/C（x=0，0.02，0

2、.05）。測(cè)試結(jié)果顯示:樣品Li1.98Ti0.02Fe0.8Mn0.2SiO4/C和Li1.95Ti0.05Fe0.8Mn0.2SiO4/C首次放電容量分別為169.1和154.9 mAh·g-1，循環(huán)50次后容量保持率為42％和30%，均高于未摻Ti4+樣品Li2Fe0.8Mn0.2SiO4/C的121.8 mAh·g-1和28%，可能是由于摻Ti4+后材料晶格中形成了Li空位，提高了Li+的遷移能力。其中，x=0.02的樣品性能最

3、佳，而x=0.05的樣品由于Li含量減少使容量降低。相比之下，Ti4+源代替Fe源的樣品，當(dāng)x=0.02和x=0.05時(shí)，首次放電容量分別為91.1和84.8 mAh·g-1，容量的降低與樣品中較多TiO2和Li2SiO3雜質(zhì)有關(guān)。
　　2、對(duì)比了三種不同熔鹽體系下制備的Li2FeSiO4結(jié)構(gòu)和形貌特點(diǎn)。結(jié)果表明：熔點(diǎn)相對(duì)較低(228℃)的NaNO3+KNO3體系沒有制備出Li2FeSiO4產(chǎn)物，而相對(duì)較高(500-700℃)的N

4、aCl+KCl和Na2CO3+K2CO3體系均能制備出純相，單斜結(jié)構(gòu)，P21/n晶構(gòu)的Li2FeSiO4。比較而言，NaCl+KCl熔鹽體系具有成本上的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)Li源，F(xiàn)e源，Si源與熔鹽物質(zhì)的量比為2:1:1:4時(shí)，經(jīng)700℃煅燒5h得到的產(chǎn)物具有較小的團(tuán)聚，顆粒表面光滑，輪廓清晰。不同含碳量的樣品性能對(duì)比結(jié)果說明：碳含量為13.5%時(shí)，樣品具有較好的性能，首次放電容量為175.9 mAh·g-1，循環(huán)50次后衰減為141.4 mAh