锂离子电池正极材料lifepo4的合成 毕业论文

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1、目录中文摘要1英文摘要21绪论41.1锂离子电池的工作原理及特点41.2锂离子电池正极材料LiFePO4的结构及优缺点71.3锂离子电池正极材料LiFePO4的结构对材料性能的影响91.4锂离子电池正极材料LiFePO4的改性方法91.5锂离子电池正极材料LiFePO4的合成方法131.6LiFeP04电池的产业化及应用前景152LiFePO4的合成172.1实验药品172.2实验仪器172.3实验步骤182.4正极片的制作182.5纽扣电池的组装182.6LiFePO4的性能测试192.6.1X-射线衍射分析（XRD）192.6.2SEM测试192.6.3恒流充放电

2、测试202.6.4循环伏安实验（CV）203结果与讨论213.1样品的X射线衍射分析（XRD）213.2样品的扫描电子显微镜分析(SEM)223.3LiFePO4的循环伏安曲线243.4LiFePO4的循环充放电曲线图253.5LiFePO4的循环性能284LiFePO4的掺杂改性284.1掺杂Al3+离子的LiFePO4的合成294.2样品的X射线衍射分析（XRD）304.3LiFe1-xAxPO4的伏安曲线314.4充放电测试32结论33致谢34参考文献35锂离子电池正极材料LiFePO4的合成摘要：化石燃料引发的能源和环境危机迫使人类着眼于清洁、可持续利用的太阳

3、能、风能等新能源。这些能源的间歇性必然对能源储存系统提出更高要求，锂离子电池被视为最有效的电化学储能系统之一。能源短缺和环保要求促进了锂离子电池的发展，橄榄石型LiFePO4具有较高的理论比容量、工作电压高、原料成本低、材料无污染、循环性能优良、热稳定性好等优点，从而被认为是最具开发前景的新一代锂离子电池正极材料。但是，LiFePO4材料非常低的电子电导率成为了其进一步应用的障碍。目前研究的改进途径主要有3种：(1)合成粒径小、形貌规则均匀的材料；(2)在材料颗粒间添加碳、金属粉末等导电物质；(3)掺杂金属离子，从晶格上改善材料的性能。其中，对LiFePO4材料进行掺

4、碳改性是最常见、最具实效的方法。本论文研究了合成LiFePO4的方法并对其进行改性：采用葡萄糖、蔗糖、柠檬酸、PVC等作为碳源的碳热还原法合成LiFePO4，并系统地研究不同碳源的碳包覆和金属离子的体相掺杂对正极材料LiFePO4的结构和电化学性能的影响，从而寻找出提高LiFePO4的电子电导率和离子扩散速率的途径。结果表明，使用葡糖糖和PVC作为碳源制备出的LiFePO4颗粒更细小，分布更均匀，电容量更大，并且具有良好的循环稳定性能。而金属离子的掺杂需在一定范围内进行，才可提高材料的电化学性能。关键词：锂离子电池，正极材料，磷酸铁锂，掺杂37Abstract:Ene

5、rgyandenvironmentalcrisiscausedbyfossilfuelmakespeopleseekclean,sustainableenergy,suchassolarenergyandwindenergy.Theintermittentofthisenergycallforhigherrequirementsofenergystoragesystem.Lithiumionbatteryisregardedasoneofthemosteffectiveelectrochemicalenergystoragesystem.TheproblemofEne

6、rgyshortageandtheprotectionofenvironmentarepromotingthedevelopmentoflithium-ionbatteries.Olivine-typeLiFePO4isconsideredasthemostpromisingcandidateforthenext-generationcathodematerialsofLi-ionbatteries．Itpresentsmanyadvantages，suchashightheoreticalspecificcapacity，highvoltage，lowcostofr

7、awmaterials，environment-friendly，goodcycleperformanceandthermalstability.However,thelowconductivityofLiFePO4haslimiteditsfurtherapplicationgreatly.Atpresent,theresearchofimprovementhavethreemainways:(1)SynthesisSmallparticlesizeandregularmorphologyandhomogeneousmaterial;(2)Addi