LiFePO-,4-在水溶液中的電化學(xué)性能研究.pdf

1、水溶液鋰離子電池是一類新型的二次電池，它使用水溶液電解液代替有機(jī)電解液，消除了使用有機(jī)電解液而存在的燃燒、爆炸等安全隱患，其在低電壓電池如鉛酸電池、堿錳電池等領(lǐng)域存在很大的競(jìng)爭(zhēng)潛力。 LiFePO<,4>作為一種新型鋰離子電池正極材料，鋰離子在其中能可逆地嵌脫，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，工作電壓適中(0.4V vs NHE)，處于水的電位穩(wěn)定區(qū)間，同時(shí)具有價(jià)格低廉、環(huán)境友好、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，滿足作為水溶液鋰離子電池正極材料的要求。目前的研

2、究集中在IAFePO<,4>的合成技術(shù)及其在非水體系中的充放電行為方面，而對(duì)水溶液鋰離子電池正極材料的性能研究在國(guó)內(nèi)外鮮有報(bào)道。本文首先采用循環(huán)伏安法(CV)、充放電測(cè)試和X射線衍射(XRD)對(duì)LiFePO<,4>在水溶液中的結(jié)構(gòu)、形貌及電化學(xué)性能進(jìn)行了研究，并探討了以LiFePO<,4>和TiO<,2>為正負(fù)極，飽和LiNO<,3>水溶液為電解液組裝成水溶液鋰離子電池的可行性。通過(guò)交流阻抗法(EIS)探討了LiFePO<,4>電極在不

3、同測(cè)試條件下的脫嵌鋰過(guò)程。采用SEM對(duì)浸漬前后的電極材料進(jìn)行表征，并結(jié)合充放電測(cè)試結(jié)果對(duì)阻抗譜不同頻率區(qū)域進(jìn)行分析，提出了等效電路模型，采用Zview2軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了擬合，并在此基礎(chǔ)上分析了IAFePO<,4>在飽和LiNO<,3>水溶液中的電極反應(yīng)機(jī)理。 鋰離子在活性材料中的擴(kuò)散系數(shù)是電極嵌脫反應(yīng)中的重要參數(shù)，它對(duì)于電極的極化以及對(duì)電池的充放電性能有較大的影響。目前關(guān)于水溶液鋰離子電池的基礎(chǔ)研究工作仍很薄弱，尤其是電極反