液相法制备磷酸亚铁锂正极材料及其电化学性能的研究_毕业论文

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1、哈尔滨工程大学本科生毕业论文液相法制备磷酸亚铁锂正极材料及其电化学性能的研究院（系）名称：材料科学与化学工程学院专业名称：化学工程与工艺哈尔滨工程大学本科生毕业论文摘　　要橄榄石结构的LiFePO4是近几年发展起来的一种锂离子电池正极材料。其理论容量170mAh·g-1，循环性能好，原料价格低廉，环境友好，安全可靠，被认为是最有开发潜力的锂离子正极材料。但由于LiFePO4的电子导电率低和锂离子扩散速度慢，导致初始容量损失和高倍率放电不佳；以及掺碳后的LiFePO4/C，其堆密度低，体积能量密度小。这两方面的因素制约的LiFePO4正极材料的实用化。本文以液相

2、法制备LiFePO4正极材料为研究目的，并对合成的LiFePO4正极材料的电化学性能进行了详细的研究。分别采用了以二价铁为铁源的共沉积法和以三价铁为铁源的流变相法制备LiFePO4材料，都以蔗糖为碳源，经过高温煅烧合成出LiFePO4材料，并通过X射线衍射分析分析产物晶形，SEM，TEM观察产物形貌，电化学工作站进行电化学性能测试。以流变相法掺杂Mg合成出LiFePO4材料，其产物一级颗粒大小为200nm左右，团聚不明显，二级结构大小均在1um以下；通过对产物LiFePO4材料的电化学性能测试，在0.2C倍率放电比容量为154mAh·g-1，1C倍率放电比容量

3、为130.1mAh·g-1，5C倍率放电比容量为95.5mAh·g-1,10C倍率放电比容量为87.5mAh·g-1，且循环性能较好。以共沉积制备LiFePO4材料，并且加入石墨烯作为负载共沉积出的LiFePO4颗粒。通过SEM、TEM表明附着在石墨烯上的LiFePO4颗粒均匀，约200nm，烧结后的产物，通过XRD表征，制备的LiFePO4/石墨烯材料与磷酸亚铁锂标准峰基本吻合。经过电化学测试，0.2C倍率放电比容量为90.2mAh·g-1，1C倍率放电比容量为82.4mAh·g-1，5C倍率放电比容量为67.4mAh·g-1。循环性能和倍率性能良好。关键词

4、：共沉积；流变相；磷酸亚铁锂；蔗糖；掺Mg；石墨烯哈尔滨工程大学本科生毕业论文ABSTRACTRecently,olivineLiFePO4appearsasaninterestingpositiveelectrodematerialforLi-ionbatteriesduringseveralyears.Becauseofitslowtoxicity,goodthermalstability,longcyclelifeandlowcost,thismaterialisbelievedasthemostpromisingcathodematerial.Butt

5、hedisadvantages,lowelectronicconductivityandlithium-iondiffusionrate,ofLiFePO4resultinthelossofthecapacitiesandpoorpowerathighdischargerate.carbon-dopedwillrisethelowbulkdensityandvolumeenergydensityoftheLiFePO4material.BothfactorsconstrainedthepracticalLiFePO4cathodematerial.Inthis

6、paper,thepurposeofthepaperistopreparethecathodematerialLiFePO4andresearchitselectrochemicalproperties.Separately,weusedtheco-precipitationwiththeferrousironandtherheologicalreactionwithferriciron,addedthesourceforreduction,finally,preparedtheLiFePO4materialbysintering.Severaltechnol

7、ogiesforthepropertiesanalysisofcathodematerial:X-raydiffractionforcathodematerial,SEMandTEMforobservationofthemorphology,theelectrochemicaltests.TherheologicalphasemethodwithMgdopedwastopreparetheLiFePO4material.Thesizeofparticlesisabout200nmandtheaggregationisnotobvious,thesizeofth

8、esecondarystructure