鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的復(fù)合改性研究.pdf

1、摘要AbstraCt。一。.。。.…。。二。。。..……”.”。一?！倍?“.。。.。.。二。”.?！?。?！薄?。。.“..一…。二?！薄??！岸?。。。一。..…。.。.。.…。.。二11第一章前言.~......................................................................................................……11.1引言.........

2、.....……，.............................................................................……，....……11.2鏗離子電池概述....................................，……11.3鏗離子電池正極材料概述...……‘...............……、.……，..............................……2

3、1.4正極材料LIFePO的研究進(jìn)展.................................................................……41.4.1正極材料LIFePO4的簡(jiǎn)介..................................................................……41.4.2正極材料LIFePO的合成方法..............……，.........

4、...........................……61.4.3正極材料LIFePO4的改性方法..........................................................……81.4.3.1表而修飾...............……，............................................................……81.4.3.2離子摻雜.....

5、.....................................................................……101.4.3.3形貌粒度控制................................……，...........................……121.4.3.4復(fù)合改性.........................................................

6、............................……131.5石墨烯的研究進(jìn)展...........................................................……，.....……131.5.1石墨烯簡(jiǎn)介.................................................................................……131.5.2石墨烯應(yīng)用于

7、銼離子電池的研究進(jìn)展.......……，..............................……141.6本論文的研究思路及研究?jī)?nèi)容.................................................................……巧第二章實(shí)驗(yàn)部分...........……~...........................................，……162.1實(shí)驗(yàn)試劑與儀器...

8、......................................……‘....................................……162.1.1實(shí)驗(yàn)試劑..............................................................……162.1.2實(shí)驗(yàn)儀器.......................................................

9、..........................……172.2材料的形貌與結(jié)構(gòu)表征...........................................................................……172.2.IX射線衍射分析......................……，......................................................……172.2

10、.2拉曼光譜.........................................................................................……172.2.3掃描電子顯微鏡....................................................……‘............……172.2.4透視電子顯微鏡..........................

11、......................................................……182.2.5選區(qū)電子衍射分析和高分辨率透視電子顯微鏡..............................……18銼離子電池正極材料磷酸鐵鏗的復(fù)合改性研究摘要橄欖石結(jié)構(gòu)的LIFePO4因其較高比容量、對(duì)環(huán)境友好、循環(huán)性能理想、安全性能好、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)而成為最具開(kāi)發(fā)和應(yīng)用潛力的新一代銼離子電池正極材料。然而，低的鏗離子

12、擴(kuò)散系數(shù)和電子電導(dǎo)率，使得LIFePO4在大倍率充放電時(shí)比容量迅速下降，而阻礙了其進(jìn)一步實(shí)用化。而傳統(tǒng)的改性方法碳包覆不僅會(huì)降低正極材料的體積能量密度，而且也會(huì)阻礙鏗離子的遷移與擴(kuò)散。因此，為了提高LIFePO4的倍率性能、克服碳包覆給LIFePO的能量密度所帶來(lái)的負(fù)面影響，本文在引入石墨烯的基礎(chǔ)上對(duì)于LIFePO進(jìn)行復(fù)合改性。(一)利用兩步法合成了摻雜Ni的磷酸鐵鏗石墨烯復(fù)合材料，并用XRD、SEM和TEM等手段對(duì)LIFe095Ni。

13、刃SPO洲石墨烯的物相結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行表征，用循環(huán)伏安法與恒流循環(huán)充放電測(cè)試樣品的電化學(xué)性能。研究結(jié)果表明，合成的LIFe”5Ni005P仇石墨烯復(fù)合材料具有優(yōu)異的電化學(xué)性能，該樣品在0.IC，IC和SC倍率下的首次放電比容量分別為147.2，128.0和89.5mA.川g，循環(huán)20次后的放電比容量均無(wú)明顯衰減。C二)通過(guò)溶劑熱原位合成法制備了C一LIFeP04石墨烯復(fù)合材料，電化學(xué)測(cè)試表明這種正極材料具有良好的電化學(xué)性能，尤其是倍率性能

14、十分理想。這是山于C一LIFePO呈納米棒狀結(jié)構(gòu)，石墨烯片層和熱解碳發(fā)揮協(xié)同作用，兩者共同構(gòu)成的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)為L(zhǎng)IFePO4提供了良好的電子傳輸和離子擴(kuò)一散的通道，不但提高了LIFePO4的導(dǎo)電性能，也使得鏗離子能夠在活性材料中快速遷移。C一LIFePO4石墨烯復(fù)合材料在0.1，1，10，50和100C充放電倍率下的可逆比容量分別為162.8，140.3，109.2，77.5和59.0mAhg。本實(shí)驗(yàn)僅僅加入了很少量的石墨烯，所以也不會(huì)影響