鋰離子電池磷酸鐵鋰正極材料的研究.pdf

1、LiFePO4由于價格低廉、熱穩(wěn)定性非常好、安全性高和無污染的優(yōu)勢使之有望在動力型鋰離子電池中獲得應用。
　　 本文針對磷酸鐵鋰電池的充放電平臺平穩(wěn),不容易確定電池荷電狀態(tài)(StateOf Charge),通過在磷酸鐵鋰中摻入多種元素,利用不同元素材料在充放電過程中產生不同的電壓平臺來表征充放電程度。
　　 XRD和充放電測試顯示金屬離子Mn2+摻雜產生了新相LiMnPO4,在4.1v左右增加一個充電平臺,而金屬離子Ti

2、4+摻雜由于生成了含鈦氧化物,在2.6V左右出現(xiàn)了放電平臺,隨著錳和鈦摻雜量的增加平臺長度也隨之增加,同時過多的摻雜量并沒有影響材料的比容量。這個特點可以作為電池充放電狀態(tài)檢測的依據(jù),即SOC的判斷,以防止電池的過充和過放。實驗結果還表明Mn2+摻雜材料具有優(yōu)良的循環(huán)性能和高倍率性能。對其進行恒流充放電測試顯示材料具有良好的循環(huán)精度。金屬離子Ti4+摻雜也改善了材料的電化學性能,在0.1C下首次充放電比容量約為150 mAh／g左右,以

3、0.2C循環(huán)30次容量基本不衰減。
　　 Zr4+摻雜材料循環(huán)性能優(yōu)良,在0.2C下循環(huán)30次容量保持不變,在大電流下充放也能具有優(yōu)良的循環(huán)性能。而大電流測試顯示少量的鋯元素摻雜能極大地改善材料的高倍率放電性能,LiFe0.95Zr0.05PO4／C在8C時放電比容量為83.1mAh／g,占實際比容量的56.5％。
　　 本文采用高溫固相法結合噴霧干燥來控制顆粒形貌和尺寸,制備出兩種不同尺寸(0.5μm與1μm)的LiF