鋰電池正極材料二硫化鐵的水熱合成及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、作為一種新型高能鋰電池，鋰/二硫化鐵(Li/FeS2)電池有著十分廣闊的應(yīng)用前景，其研究和開發(fā)都得到了國內(nèi)外科研人員的極大關(guān)注。二硫化鐵（FeS2）作為鋰電池正極材料展現(xiàn)出許多優(yōu)良特性，如較高的理論一次放電比容量，環(huán)境友好以及價(jià)格低廉等。本文對(duì)黃鐵礦型二硫化鐵的一步水熱合成工藝及其電化學(xué)性能進(jìn)行了研究，結(jié)果表明： 以FeSO4·7H2O、Na2S2O3·5H2O和高純S 粉為原料，采用一步水熱法制備高純FeS2 粉體，并研究了反

2、應(yīng)物鐵鹽的濃度、不同含硫量比、以及反應(yīng)物的升溫速率對(duì)產(chǎn)物性能的影響。結(jié)果表明：反應(yīng)物鐵鹽的濃度對(duì)所得產(chǎn)物的相組成無重要影響；不同含硫量比對(duì)黃鐵礦型FeS2的形成有影響；較適宜的反應(yīng)條件是C(Fe2+)=2mol/L，n(FeSO4·7H2O):n(Na2S2O3·5H2O):n(S)=1:1:0.4，反應(yīng)物的升溫速率為1.0℃/min，反應(yīng)溫度為200℃，反應(yīng)時(shí)間為24h。通過控制上述參數(shù)可以得到中值粒徑D50為6.8μm且粒度分布范圍

3、較窄的FeS2粉體，以該粉體為正極材料裝配成Li/FeS2 電池，其一次放電容量達(dá)到879mAh/g，且只出現(xiàn)一個(gè)平穩(wěn)的放電平臺(tái)，放電電壓保持在1.38V。 利用高分子有機(jī)物PVP對(duì)FeS2粉體進(jìn)行修飾，分析不同的PVP濃度對(duì)產(chǎn)物性能的影響。當(dāng)PVP水溶液濃度為1％時(shí)，粉體的顆粒較小，分散性好。修飾后的產(chǎn)物經(jīng)不同溫度熱處理后，其放電容量隨著溫度的升高而升高。熱處理溫度為450℃時(shí)，樣品的放電容量為755.26mAh/g，放電電壓