納米磷酸鐵鋰正極材料的仿生合成與改性研究.pdf

1、本研究中采用α-淀粉酶為結(jié)構(gòu)模板劑，葡萄糖為還原劑，F(xiàn)e(NO3)3·9H2O為鐵源，NH4H2PO4為磷源，Li2CO3為鋰源，成功的合成出薄板狀磷酸鐵鋰正極復(fù)合材料，且該材料具有不均勻的狹縫狀介孔結(jié)構(gòu)。
　　以α-淀粉酶為結(jié)構(gòu)模板劑通過(guò)仿生合成法合成出性能較好的LiFePO4/C-FePO4復(fù)合材料。合成的復(fù)合材料中的晶粒特定晶面異常發(fā)育，以及存在不均勻的狹縫狀介孔結(jié)構(gòu)，從而降低了鋰離子擴(kuò)散過(guò)程中的阻力。測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，在0.1

2、 C倍率下復(fù)合材料的放電比容量達(dá)到146.80 mAh·g-1，經(jīng)過(guò)160次充放電循環(huán)后的庫(kù)倫效率接近100％，同時(shí)出現(xiàn)隨循環(huán)次數(shù)的增加，充放電比容量增大的反常現(xiàn)象。通過(guò)探究不同的燒成溫度、不同的保溫時(shí)間、不同的還原劑用量和不同的生物模板用量對(duì) LiFePO4/C-FePO4復(fù)合材料的晶體結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響，確定合成正極復(fù)合材料的工藝條件為700℃下熱處理8小時(shí)燒成，組分配比為每生成0.03 mol的LiFePO4使用2g的α-淀粉

3、酶和2.4 g的葡萄糖。
　　以α-淀粉酶為結(jié)構(gòu)模板劑，通過(guò)共沉淀法合成出摻雜銀離子的LiFePO4/C正極復(fù)合材料。α-淀粉酶作為生物模板提供了LiFePO4晶體顆粒成長(zhǎng)的位點(diǎn)，降低充放電過(guò)程中電極材料和電解液之間的界面阻抗。銀元素電導(dǎo)率高并且在LiFePO4晶粒中以銀單質(zhì)的形式形成新相，增加LiFePO4結(jié)構(gòu)中鋰離子的傳輸路徑，從而提高復(fù)合材料的電子傳導(dǎo)率和LiFePO4中的鋰離子傳導(dǎo)率。銀離子參雜后得到的正極復(fù)合材料放電比容

4、量達(dá)到127.91 mAh·g-1。
　　以α-淀粉酶為結(jié)構(gòu)模板通過(guò)水熱法和仿生合成法合成出具有特殊結(jié)構(gòu)的LiFePO4/C復(fù)合材料，其微觀結(jié)構(gòu)為二維碳骨架薄板與LiFePO4晶相相間層狀分布。微米級(jí)薄板的一個(gè)表面密布著 LiFePO4納米級(jí)晶體顆粒，顯示出了密集的晶格條紋，而另一表面沒(méi)有任何的晶格條紋像。并且二維碳骨架薄板具有納米級(jí)不均勻的狹縫狀介孔結(jié)構(gòu)。得到的正極復(fù)合材料表現(xiàn)出較好的的電化學(xué)性能，其充放電比容量均超出了LiFe