微波合成锂离子电池正极材料lifepolt4gt的研究

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1、摘要橄榄石型LiFePO。因其价格低廉、对环境友好、循环性能优良、安全性能突出等优点成为最具有开发和应用潜力的新一代锂离子电池正极材料。本文采用微波合成法合成了LiFePO托与LiFeP04／(C+La3+)复合正极材料，利用XRD、SEM、TEM对材料的相组成和微观形貌进行了分析，采用恒流充放电技术测试其电化学性能。使用微波合成LiFeP04／C正极材料，当加热功率为10％，合成35rain就可以得到单相的橄榄石型LiFeP04，XRD表明没有观测到C峰及其他杂相存在，说明C是以无定形的状态存在的，同时也没有观i贝!I至lJFe”的存在，说明碳作为还原剂抑制了

2、Fe2+的氧化。以蔗糖为碳源合成的碳包覆磷酸亚铁锂锂离子正极材料，在碳含量为3％时材料的电化学性能最好，在低倍率放电时(0．1C)首次放电比容量最高，达到144．1mAh／g，20次循环后比容量还保持在133．3mAh／g，仅损失6．6％；高倍率放电时(0．3C)有较高的首次放电比容量(122．5mAh／g)，循环性能较好，说明碳不但作为导电剂提高了LiFeP04颗粒之间的电接触，而且作为晶体生长抑制剂阻碍了LiFeP04颗粒的团聚长大。以PVA为碳源合成的LiFeP04／C正极材料，当添加2wt％PVA时首次放电比容量最高(168．8mAh／g)，已接近理论比

3、容量，循环lO次后放电比容量为144．3mAh／g，衰减较快，当PVA含量为1wt％时材料的循环性能最好。用微波法合成了LiFePO,／(C+La30复合正极材料，首次放电比容量为116．3mAh／g，表明复合掺杂材料的首次放电比容量要大于仅添加碳的正极材料(105．4mAh／g)，说明金属离子的添加又进一步提高了锂离子的导电性，改善了材料的电化学性能，因而复合掺杂是改善LiFePO。材料电化学性能的一个有效的方法。关键词：微波合成LiFeP04正极材料碳包覆金属阳离子掺杂ABSTRACTOlivine—structuredLiFeP04isgainingpar

4、ticularinterestasapotentialcandidatecathodematerialforrechargeablelithiumionbatteriesduetoitsadvantagesofeconomic，notoxicityandgoodcyclingperformance．Inthispaper，LiFeP04／CandLiFeP04／(C+La3十)compositecathodematerialsweresynthesizedusingmicrowaveheating．Themicrostructureandmorphologies

5、ofthesecompositesWereinvestigatedbyXRD，TEMandSEM．Theelectrochemicalperformanceswereevaluatedbygalvanostaticcharge-discharge．Thesingle·phaseLiFeP04withoutCandFe计impuritieswassynthesizedusingmicrowaveheatingfor35millat1O％microwaveheatingpoweLthecarbonexistsinamorphousphaseandplaysarole

6、asreducingagenttOpreventtheoxidationofFep．Therewerealsonootherphasesdetectableinthesynthesizedmaterials．Carbon—coatedLiFeP04compositewassynthesizedusingsucroseascarbonsource．Thematerialwith3％carbonexhibitedthebestelectrochemicalperformance．Itsinitialchargespecificcapacityis144．1mAh／g

7、at0．1C．thecapacitymaintainedtobe133．3mAh／gafter20cycles．thecapacitylossratiois6．6％．Theinitialchargespecificcapacityis122．5mAh／gat0．3CandthecyclingbehaviorWasverygood．ItisverifiedthatthecarbonwouldbeeffectiveinenhancingtheelectronicconductivityofLiFeP04andhinderingthegrainsizegrowthdu

8、ringmicrowav