LiFePO4-FeN正極材料的制備及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、橄欖石型LiFePO4正極材料理論比容量較高、循環(huán)穩(wěn)定性較好、原料來源豐富而且價(jià)格低廉、對環(huán)境無污染，被認(rèn)為是新一代很有發(fā)展前景的動力型鋰離子電池正極材料。但其主要不足是電子導(dǎo)電率較低，若能用氮元素與LiFePO4結(jié)構(gòu)中的Fe形成具有類金屬導(dǎo)電性的FeN材料，則必能提高LiFePO4材料的導(dǎo)電性，從而改善其電池充放電性能。本文在詳細(xì)評述了鋰離子電池及其正極材料研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上，選取橄欖石結(jié)構(gòu)的LiFePO4為研究對象，對其合成和改性進(jìn)行

2、了詳細(xì)研究。
　　 以尿素作為還原劑和氮源成功合成了表面修飾FeN的LiFePO4，XRD光譜研究表明FeN的形成未改變LiFePO4骨架結(jié)構(gòu)，Raman光譜分析證實(shí)樣品中確有FeN存在，EIS圖譜研究則進(jìn)一步證明與純LiFePO4材料相比，LiFePO4/FeN材料的導(dǎo)電性有顯著提高。
　　 系統(tǒng)研究了該法制備LiFePO4/FeN時(shí)，焙燒溫度、焙燒時(shí)間、尿素加入量等因素對材料結(jié)構(gòu)、形貌及電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，尿

3、素的加入量與鐵的摩爾比為1:1時(shí)，前驅(qū)物在650℃煅燒9h合成的目標(biāo)產(chǎn)物的電化學(xué)性能最佳。樣品以0.1C電流充放電，首次充放比電比容量為129.6mAh/g。
　　 采用自行合成的納米級氧化鐵為鐵源代替常規(guī)的工業(yè)級氧化鐵，選用相同的合成路徑合成目標(biāo)產(chǎn)物。結(jié)果表明，以上方法合成的材料其晶粒尺寸為納米級，電鏡照片顯示所有產(chǎn)物均由LiFePO4小顆粒聚集而成。電化學(xué)性能測試表明:用納米級原料合成出的產(chǎn)物的比容量較常規(guī)的工業(yè)級原料有明顯