LiFePO4的共沉淀法制備及其碳包覆性能研究.pdf

1、橄欖石型結構的磷酸鐵鋰因其原料豐富、價格低廉、熱穩(wěn)定與可逆性好、安全性高、環(huán)境友好等優(yōu)點而被視為未來最有發(fā)展前景的鋰離子電池正極材料。然而由于磷酸鐵鋰自身電導率及鋰離子擴散系數(shù)比較低,極大的影響了其電化學性能。近年來,研究者們在磷酸鐵鋰的合成工藝和改性方面均取得了豐碩的成果。本文在以往研究的基礎上繼續(xù)對磷酸鐵鋰的合成過程進行了研究,并對共沉淀法合成工藝的條件進行了優(yōu)化研究。
　　本論文以LiOH、FeSO4、H3PO4為原料,采用

2、共沉淀法制備了磷酸鐵鋰前驅體。為了在溶液里沉淀出等摩爾的Li3PO4與Fe3(PO4)2?8H2O前驅體混合物,研究了原料不同加料順序、不同鋰鐵配比、不同陳化溫度對制備前驅體的影響。電化學性能測試表明,將磷酸與氫氧化鋰混合后,再加入硫酸亞鐵溶液制備的前驅體焙燒后的產物具有最好的充放電比容量,分別為114.7mAh?g-1、114.5mAh?g-1;XRD測試結果表明,鋰鐵比為3:1時制備的產物為純相LiFePO4;SEM測試結果表明,陳

3、化溫度為35℃時產物顆粒被碳包覆層緊密連接在一起,顆粒大小均一,呈圓球狀;討論了不同焙燒溫度與焙燒時間對形成的產物電化學性能的影響,焙燒溫度為650℃時,合成產物顆粒大小均一,粒徑在600nm左右;充放電測試表明,當焙燒時間為12h時,產物具有最好的充放電比容量,分別為125.8mAh?g-1、126.5mAh?g-1。
　　為了提高磷酸鐵鋰的電導率,研究了碳源與碳含量對制備的產物的電化學性能的影響。電化學性能測試表明,當采用葡萄

4、糖為碳源,前驅體摻碳量為15％時制備的產物具有最佳的充放電比容量,0.2C倍率的首次充放電比容量分別為122mAh?g-1、118mAh?g-1,效率為96.7%。對最優(yōu)化條件下的產物進行了充放電測試,結果表明,0.5C、1C、2C倍率下的放電比容量分別為100mAh?g-1、89mAh?g-1、80mAh?g-1,同時也進行了循環(huán)伏安測試,形成的氧化峰與還原峰之間的峰電位差只有0.3V,六次循環(huán)后,所形成的氧化峰與還原峰幾乎完全重合,