锂离子电池正极材料lifepo-%2c4-制备和改性的研究

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1、浙江工业大学学位论文原创性声明IflFIIIrIfIflllPfllIIfllJY1776537本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不包含其它个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。作者签名：吲后善日期：≯pJv年u月w日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位

2、论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业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，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密口。(请在以上相应方框内打“√")作者签名：弗怯兰导师签名：i日期：加fo年华月’口日日期：加I绰4月弦日浙江工业大学硕士学位论文锂离子电池正极材料LiFeP04的制备与改性研究摘要橄榄石型LiFeP04作为锂电池正极材料，具有原料来源广泛、

3、价格低廉、无环境污染、热稳定性好、电池安全性能高等优点，但是LiFeP04存在电导率差、振实密度低、锂离子扩散系数小等缺点，影响了它的实用化。本文旨在通过掺杂、金属粒子包覆和碳包覆等方法提高其电导率，从而改善其电化学性能。本文第三章以LiOH·H20，FeP04"4H：20，(CH3COO)2Ni·4H20和沥青为原料，通过两步固相反应法合成了碳包覆和金属离子掺杂的橄榄石型LiFel．抖计0以(x=0，O．01，0．02，0．03，0．04)正极材料。透射电镜观察发现，LiFeP04颗粒表面附着无定形碳层，且碳层在颗粒之间

4、形成连通网络。当Ni离子掺杂量较小时，合成的LiFeP04颗粒呈球状。当掺杂量增加时，产物中出现球形和片状两种形貌。电化学测试表明，650℃下烧结，掺杂1m01．％Ni的LiFeNiP04／C具有较佳的电化学性能。在O．1C放电倍率下，LiFeo．洲io．olP04／C的首次放电容量为150mAhg～，首次库仑效率达到了94．7％。同时也具有较好的倍率放电性能，lC放电倍率时仍保持132mAhg"1的放电容量，循环100次后容量保持率为100％。本文还对Ni及C的作用机理进行了讨论。第四章研究了Ag和Ag+C共包覆LiFe

5、P04材料的结构形貌和电化学性能。在以固相法制备的LiFeP04基础上，采用葡萄糖还原AgN03法制得了Ag和Ag+C共包覆的LiFeP04复合材料。扫描电镜观察发现，碳银共修饰的LiFeP04复合材料颗粒表面更光滑，颗粒尺寸更均匀。电化学测试结果表明，Ag包覆材料的首次放电容量由80mAhg"1提高到121mAhg"1；而碳银共修饰LiFePO,d(Ag+C)材料的放电容量达到132mAhg～，且具有更好的循环性能。研究发现，Ag包覆大幅度降低了LiFeP04材料的电阻，电极的电荷转移电阻由253．5Q降低到了54．8Q

6、。在实验基础上，对Ag的作用机理进行了初步讨论。第五章在固相法合成的LiFeP04的基础上，以Ni(N03)z·6H20、NH4HC03为反应物，通过化学沉淀和还原法合成了LiFePO,dNi复合材料。透射电镜观察发现LiFeP04颗粒表面负载有Ni、NiFe2P等纳米晶。电化学测试表明，这些表面纳米级颗粒的存在有效地提高LiFeP04的首次放电容量，减少电极的阻抗，提高材料的电导率。同时研究了Ni、C共修饰对材料物理与电化学性能的影响，并对其影响机制进行了分析。关键词：LiFeP04正极材料；Ni掺杂；Ag／C包覆；Ni

7、包覆；电化学性能浙江工业大学硕士学位论文锂离子电池正极材料LiFeP04的制备与改性研究AbstractAsakindofcathodematerialforlithiumlonbatteries，olivine-structuredLiFeP04hasmanyadvantagessuchasabundantsources，lowcost，environmentalcompatibility，higllthermalstabilityandsafety．However，lowelectronicconductivity，l

8、owvolumetricdensityandlowlithiumionmobilityarethemainobstaclesforthecommercialapplicationofLiFeP04．Inthepresentwork，electronicandionconductivityofLiFeP0