鋰離子電池正極材料LiFePO-,4-的微波合成與其改性研究.pdf

1、當(dāng)今能源和環(huán)境問(wèn)題日漸突出，同時(shí)隨著科技的迅猛發(fā)展對(duì)電池的性能提出了更高的要求。LiFePO4作為新一代的鋰離子電池正極材料，因其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉、安全性能好、對(duì)環(huán)境無(wú)污染、理論容量高等優(yōu)點(diǎn)而成為目前各國(guó)的研究熱點(diǎn)。電子電導(dǎo)率低和鋰離子擴(kuò)散速率慢是影響LiFePO4性能的主要因素，本文采取新的碳源和高價(jià)金屬陽(yáng)離子摻雜等手段對(duì)LiFePO4進(jìn)行了微波合成與改性，得到了具有優(yōu)異電化學(xué)性能的LiFePO4復(fù)合正極材料。利用XRD、

2、SEM和TEM等測(cè)試方法對(duì)正極材料的相組成和微觀形貌進(jìn)行了分析，組裝扣式電池后，采用恒流充放電技術(shù)測(cè)試其電化學(xué)性能。 以檸檬酸為碳源合成的LiFePO4/C正極材料，當(dāng)添加10wt％檸檬酸時(shí)材料的電化學(xué)性能最好，在0.1C倍率下首次放電比容量最高，達(dá)到141.63 mAh·g-1，10次循環(huán)后比容量保持在134.33 mAh·g-1，僅損失5.16％；在0.3C和1C倍率下的首次放電比容量分別為116.54 mAh·g-1和87

3、.21 mAh·g-1，循環(huán)性能較好。 以PAM為碳源合成的LiFePO4/C正極材料，當(dāng)添加5wt％PAM時(shí)在0.1C倍率下的首次放電比容量最高，為150.22 mAh·g-1，循環(huán)10次后放電比容量為104.71mAh·g-1，容量衰減較多。在0.3C和1C倍率下的首次放電比容量分別為95.15mAh·g-1和57.21 mAh·g-1，其高倍率放電容量和循環(huán)性能都不是很好。 以TiO2為金屬離子添加物合成了LiFe

4、PO4/Ti4+正極材料，當(dāng)摻雜1％Ti4+時(shí)樣品的性能最佳，在0.1C倍率下的首次放電比容量為123.08 mAh·g-1，第10次循環(huán)的放電比容量為116.63 mAh·g-1；在0.3C和1C倍率下的首次放電比容量分別為97.92 mAh·g-1和59.38 mAh·g-1，循環(huán)性能良好。 合成了LiFePO4/(C+Ti4+)復(fù)合正極材料，以添加5％檸檬酸和摻雜1％Ti4+的樣品的電化學(xué)性能最好，在0.1C下的首次放電比