LiFePO4低维纳米材料的制备与表征.pdf

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1、分类号：LDC：密级编号LiFeP04低维纳米材料的制备与表征PREPAR气TIONANDCHARA(TERIZATIONOFLiFePO。LOX、,-DIMENSIONAL、ANOMATERI气LS学位授予单位及代码：篮查堡王盍堂f!Q!鲎2学科专业名称及代码：垂担丝堂fQ＆QI!§!研宄万同：五也垫苤丝芏申请学位级别：亟±指导教师：三垄竖副塾堡研究生：塑基垂论文起止时间：垫Q2：!二垫!Q：12长春理工大学硕士学位论文原刨性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，《LiFeF04低维纳米材料的制备与表征

2、》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，车论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：篓垒l邕厶立￡止年—生月—三日长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”．同意长春理工大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和CNKI系列数据库及其它国家有

3、关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借闻。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名指导导师整名盎照珏泌丝兰型f年—皇月—三日上生L年旦月三日摘要ABSTRACT目录第一章绪论7目录1锂离子电池简介⋯l2锂离子电池正极材料⋯．．63LiFeP04简介⋯94静电纺丝法概述⋯l815目的和意望24第二章唼验试剂、仪器及表征方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯252】实验试剂：52．

4、2实验仪器⋯262．3表征方法⋯．．26第三章LiFePO．纳米粒子的合成与电化学性能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。2831实验部分⋯2832结果与讨论1833奉章小结34第四章LiFeP04纳米纤维的合成与电化学性能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3641实验部分364．2结果与讨论384．3本章小结45第五章LiFeP04纳米纤维掺杂Ni和S的合成与表征51实验部分5．2结果与讨论4748第六章LiFeP04纳米阵列的合成与电化学性能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯s56l实验部分

5、556．2结果与讨论5663本章小结61第七章LiFeP04纳米带的合成与电化学性能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6471实验部分647．2结果与讨论667．3本章小结71结论致谢参考文献737475摘要橄榄石相的LiFeP04由于具有良好的安全性，循环性，原料价格低廉和环境友好等优点，被认为是极有前途的新一代锂离子二次电池正极材料，受到国内外科学工作者的广泛关注。本论文中以Fe(N03)39H20．H3P04，LiOHH20和PVP为原料，采用静电纺丝技术制各了LiFeP04纤维，LiFeP04

6、纳米带和LiFeP04阵列。采用TG—DTA．XRD，SEM，EDS等现代分析钡4试手段对样品进行系统地表征。结果表明：纳米纤维直径约为100舢；纳米带的宽度约为Ium．厚度约为l50nm。本文还咀溶胶凝胶法制备了纳米粒子作为参比，进行了形貌与电化学性能的研宄。选择Ni和s元素作为LiFePO。材料Fo位和P位的掺杂元素，研宄掺杂对材料结构、形貌和电化学性能的影响。[奠LiFeP04纳米粒子．LiFeP04纤维，LiFeP04阵列，LiFeP04纳米带t乍为正极活性材料组装电池，进行电化学性能的测试。结果表

7、明：1)LiFeP04纳米粒子：在01C倍率下．首次放电比容量为143mAh／g。20次循环后容量没有衰减：在1c时，首次放电比容量为1229mAh／g，经过20次循环后，比容量降至105mANg左右。2)LiFeP04纤维：在01c倍率下，首次放电比容量为1601mAh／g。各倍率下均显示了较好的容量保持。在2c时经过20次循环后．衰减率小于615％。3)LiFePO{阵列：在01C倍率下，首次放电比容量】625mAh／g。各倍率均没有明显衰减。在2c时经过20次循环后，衰减率小于5％。4)LiFeP04

8、纳米带：在O1C倍率下，首次放电比容量为1546mAh／g。各倍率下均显示r较高的放电容量，分别循环20次后没有出现衰减。2c时经过20次循环后，衰减率小于15％。关键词：LiFePO。，锂离子电池，正极材料，静电纺丝ABSTRACTOlivine—structuredLiFeP04asapotentialcandidatecathodematerialforrechargeablelithiumionbaaef