鋰離子電池正極材料LiFePO-,4-的軟化學(xué)法合成及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、與鋰離子電池的其他正極材料相比，橄欖石結(jié)構(gòu)的LiFePO4具有理論容量高（170mAh·g-1）、循環(huán)性能優(yōu)良、熱穩(wěn)定性好、原料來源廣泛、無環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)，使其成為最具開發(fā)和應(yīng)用潛力的新一代鋰離子電池正極材料之一。 但是LiFePO4存在的問題阻礙了其實(shí)用化過程： 1）低電導(dǎo)率和低Li+擴(kuò)散系數(shù)以及由此而產(chǎn)生的可逆容量瓶頸和首次不可逆容量損失。因此，急需提高LiFePO4的導(dǎo)電能力而改善電池的充放電性能。 2）合

2、成過程中LiFePO4的純度控制困難，因?yàn)殡s質(zhì)對電化學(xué)性能有不良影響。因此需要開發(fā)一種能同時(shí)獲得高純度、高電導(dǎo)率、顆粒細(xì)小且均勻的LiFePO4的合成方法。 本文選擇橄欖石型LiFePO4作為鋰離子電池正極材料，通過采用新穎的LiFePO4合成方法，優(yōu)化合成工藝條件，從而改善LiFePO4的電化學(xué)性能。主要研究內(nèi)容如下： 開發(fā)了一種新的還原插鋰法合成LiFePO4/C復(fù)合材料的方法。該方法采用抗壞血酸為還原劑，在乙醇相中

3、將FePO4中的三價(jià)鐵還原成二價(jià)鐵,同時(shí)化學(xué)插鋰生成不溶于乙醇的無定形態(tài)LiFePO4沉淀，通過燒結(jié)可以得到結(jié)晶良好，電化學(xué)性能優(yōu)良的晶態(tài)LiFePO4，該方法具有經(jīng)濟(jì)環(huán)保，產(chǎn)物純凈的特點(diǎn)。重點(diǎn)討論了燒結(jié)溫度、燒結(jié)條件對LiFePO4/C復(fù)合材料物理和電化學(xué)性能的影響。 采用HEDP-絡(luò)合溶膠凝膠法制備LiFePO4/C復(fù)合材料。以價(jià)格低廉的羥基乙叉二膦酸（HEDP）為Fe3+的螯合劑和磷源，即將Li+、Fe3+、PO43-三離