新型液相沉淀法制備磷酸鐵鋰并利用聚碳酸酯和葡萄糖對(duì)其改性研究.pdf

1、磷酸鐵鋰(LiFePO4)由于其循環(huán)性能優(yōu)良、安全性好、價(jià)格低廉、原材料來(lái)源廣泛而被認(rèn)為是最有開發(fā)前景和潛力的鋰離子電池正極材料。但電導(dǎo)率較低和高倍率充放電性能差一直是限制其商業(yè)化的主要因素。本論文以提高電化學(xué)性能為目的，對(duì)新型液相沉淀法反應(yīng)條件、碳包覆和工藝改進(jìn)等方面展開深入系統(tǒng)的研究。
　　 (1)采用新型液相沉淀法制備LiFePO4，利用液相分步反應(yīng)制備前軀體并采用相應(yīng)的燒結(jié)制度焙燒前軀體制備材料。考察了不同工藝條件對(duì)材料

2、電化學(xué)性能的影響，得出其最佳合成工藝條件為:水浴溫度為85℃，磷酸濃度為2mol/l（前軀體混合物溶液pH為8），鋰鐵比為1.02∶1，燒結(jié)溫度為700℃，燒結(jié)時(shí)間為4h，并通過X-射線衍射、掃描電鏡、透射電鏡、振實(shí)密度測(cè)量法和電化學(xué)性能測(cè)試方法對(duì)LiFePO4材料的晶體結(jié)構(gòu)、表觀形貌、電化學(xué)性能進(jìn)行分析研究。并測(cè)定在2.5V-4.2V、0.5C倍率下循環(huán)30次后放電比容量為141.9mAh/g，容量保持率為98.30％
　　

3、(2)研究了聚碳酸酯(PC)和葡萄糖作為碳源包覆對(duì)LiFePO4材料結(jié)構(gòu)與性能的影響。當(dāng)加入15％PC和葡萄糖5％時(shí)，在2.5V-4.2V、0.5C倍率下經(jīng)過30次循環(huán)后放電比容量分別為151.4 mAh/g和156.4mAh/g，比容量相比最高放電比容量保持率為99.49％和100％，經(jīng)碳包覆后的材料具有更高的放電比容量和更好的循環(huán)性能且知葡萄糖的包覆效果優(yōu)于聚碳酸酯。
　　 (3)探討了利用超聲攪拌代替機(jī)械攪拌，葡萄糖液相碳

4、包覆等合成工藝優(yōu)化對(duì)LiFePO4材料結(jié)構(gòu)與性能的影響。當(dāng)利用優(yōu)化的工藝及葡萄糖包覆時(shí)，在2.5V-4.2V、0.5C倍率下第30次放電比容量為166.4mAh/g，最高放電比容量為167.9 mAh/g，30次循環(huán)后的容量保持率為99.11％;1C倍率下最高放電比容量為154.2mAh/g，經(jīng)過200次循環(huán)后放電比容量為136.5mAh/g，容量保持率為88.52％。說(shuō)明優(yōu)化過的新型液相沉淀法制備前軀體可有效地控制粒徑生長(zhǎng)，縮短鋰離子