納米結(jié)構(gòu)Li(Mn,Fe)PO4鋰離子電池正極材料的溶劑熱合成與電化學性能.pdf

1、隨著人們對高電壓高容量電池需求越來越多，LiFePO4材料較低的能量密度已經(jīng)不能適應新的要求，LiMnPO4材料的電化學性能又很差，所以能夠綜合兩者優(yōu)點的新型正極材料LiFexMn1-xPO4受到了研究人員的廣泛關(guān)注。與LiFePO4相比，Mn的引入能提高材料的能量密度;與LiMnPO4相比，F(xiàn)e的引入提高正極材料的電子電導和離子傳導率，獲得優(yōu)異的倍率和循環(huán)性能。
　　本文的第一部分就是在實驗室已有的工作基礎上，采用溶劑熱法合成高

2、性能的LiFexMn1-xPO4(x≤15％)納米片，長寬約為40～100 nm，厚度為10～20 nm，為了維持高的能量密度，我們把摻鐵比例控制在15％以下。本文發(fā)現(xiàn)，溶劑熱合成的LFMP-0.15樣品具有非常優(yōu)異的倍率和循環(huán)性能。LFMP-0.15樣品在5、10、20 C電流下，容量達到了138.0、130.0和120.9 mAhg-1，甚至在50 C下，還有96.2 mAhg-1的容量，在10C電流下，LFMP-0.15在1000

3、個循環(huán)后還保持有89.5 mAhg-1的容量，容量維持率接近70％。我們認為LFMP樣品倍率性能大幅度的提高歸因于微觀形貌上納米尺寸的減小和鐵摻雜可以提高電極反應動力，進而導致LFMP正極材料可以更加快速地嵌入和脫出鋰離子，促使其倍率性能提高。LFMP材料長的循環(huán)壽命可能由于Fe在Mn位均勻分布后，可以有效抑制Mn離子在電解液中的溶解和晶格畸變，這有利于電極材料在電解液中的穩(wěn)定性，導致電池的循環(huán)壽命增加。
　　另外，本文用溶劑熱法

4、生成LiMnPO4納米顆粒時，通過加入不同量的檸檬酸(CA)或抗壞血酸(VC)等一系列實驗，確定使用檸檬酸作為表面活性劑，可以起到減小LiMnPO4晶粒尺寸的作用。當加入0.003mol檸檬酸的時候，LiMnPO4納米顆粒尺寸最小，大約為30-50nm，比表面積最大。LMP-3.0樣品具有高的電化學活性、優(yōu)異的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性，在5、10、20C電流下，容量分別達到了126.1、113.0和96.6 mAhg-1，在1C電流充放電5