高溫固相法制備納米化LiFePO4-C正極材料及其電化學性能研究.pdf

1、鋰離子電池以其工作電壓高、能量密度大、循環(huán)壽命長、自放電小、無記憶效應和“綠色”環(huán)保等優(yōu)點而成為可移動電源的首選。LiFePO4作為新一代鋰離子電池正極材料，其理論比容量為170mAh·g-1，電壓平臺為3.4V(相對于Li/Li+)，具有價格低廉，環(huán)保，熱穩(wěn)定好，安全性高，循環(huán)性能優(yōu)越等優(yōu)點，被認為是鋰離子電池理想的正極材料。然而較低的電子電導率和鋰離子擴散系數影響了磷酸鐵鋰材料大倍率輸出性能。改善的方法主要有減小顆粒尺寸，表面碳包覆

2、和摻雜其他元素。其中減小顆粒尺寸和碳包覆被認為是行之有效的方法。工作主要包括以下幾個方面：
　　 (1)以三價鐵源Fe(NO3)3·9H2O，采用共沉淀的方法，通過表面活性劑的引入，成功制備了粒徑在20-50nm的FePO4前軀體。分析了團聚產生的原因，研究了不同分散方法對混料過程中前軀體的作用機理，發(fā)現研磨和超聲均能使FePO4團聚體再次分散，達到與酚醛樹脂和鋰源均勻混合的目的，使得制備的LiFePO4/C顆粒粒徑在200nm

3、以內，粒徑均勻，表現出了良好的電化學性能。
　　 (2)以水溶性酚醛樹脂為碳源制備LiFePO4/C正極材料，研究了水溶性酚醛樹脂的加入量及焙燒溫度對制備磷酸亞鐵鋰的純度以及電化學性能的影響。實驗證明，酚醛樹脂的加入量及焙燒溫度對產物的純度及其電化學性能有較大影響；結果顯示，酚醛樹脂的加入量為35.7mL/mol(VSLiFePO4)，在700℃焙燒10h時，制備的LiFePO4/C納米顆粒為類球形，表面均勻地包覆了一層約5nm