鋰離子電池LiFePO4-C正極材料的制備及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)是一種具有良好應(yīng)用前景的鋰離子電池正極材料，此材料具有無毒、對(duì)環(huán)境友好、原材料來源豐富且價(jià)格低廉、比容量高、循環(huán)性能以及熱穩(wěn)定性極好等優(yōu)點(diǎn)；但是該材料導(dǎo)電率極低，在大電流充放電的條件下，循環(huán)性能有待改善。本論文主要集中在磷酸亞鐵鋰的固相法和流體相法制備及其電化學(xué)性能研究方面，利用熱重-差熱（TG/DTA）、X-射線衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、紅外光譜（FTIR）、拉曼光譜（RAMAN

2、）以及恒電流充放電系統(tǒng)等表征手段對(duì)樣品進(jìn)行分析。工作主要包括以下幾個(gè)方面：
　　 （1）酚醛樹脂為添加劑高溫固相法制備LiFePO4/C正極材料
　　 研究了酚醛樹脂的加入量、焙燒時(shí)間以及焙燒溫度對(duì)制備磷酸亞鐵鋰的純度以及電化學(xué)性能的影響。實(shí)驗(yàn)證明，酚醛樹脂的加入量、焙燒時(shí)間以及焙燒溫度對(duì)產(chǎn)物的純度及其電化學(xué)性能有較大影響；結(jié)果顯示，酚醛樹脂的加入量為9 ％，在700 ℃焙燒16 h時(shí)，表現(xiàn)出相對(duì)較好的電化學(xué)性能。

3、>　　 （2）不同碳源對(duì)制備LiFePO4/C正極材料的電化學(xué)性能的影響
　　 采用易溶淀粉、蔗糖、檸檬酸和原位酯化生成酚醛樹脂作為碳源，利用流變相法制備LiFePO4/C正極材料，結(jié)果顯示，原位酯化生成酚醛樹脂作為碳源制備的LiFePO4/C正極材料的比容量相對(duì)較高，循環(huán)性能也相對(duì)較好。
　　 （3）酚醛樹脂的添加方式對(duì)制備LiFePO4/C正極材料的電化學(xué)性能的影響
　　 研究了原位酯化法中，間苯二酚和甲醛

4、的加入量以及焙燒溫度對(duì)合成磷酸亞鐵鋰的純度以及電化學(xué)性能的影響。實(shí)驗(yàn)證明，間苯二酚和甲醛的加入量、焙燒溫度對(duì)產(chǎn)物的純度及其電化學(xué)性能有較大影響，在750 ℃焙燒12 h，酚醛樹脂高溫裂解的碳含量在5.1％時(shí)，得到的樣品0.2 C 首次放電為138.4 mAh·g-1，并且在0.5 C和1.0 C 也有較好的循環(huán)性能。同時(shí)探討了水溶性酚醛樹脂作為碳源制備LiFePO4/C正極材料，結(jié)果顯示，其在大倍率充放電下的循環(huán)性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于原位酯化法