锂离子电池正极材料lifepo,4制备及改性的研究

《锂离子电池正极材料lifepo,4制备及改性的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号UDC密缀硕士学位论文锂离子电池正极材料LiFeP04制备及改性的研究黄映恒学科专业：丝堂兰苎指导教师：重张鎏熬援塞篮窒熬握论文警辩日期2Q笾笺妻旦茎Q垦～学位授予醴期答辩委昃会主藉睦嫠塑邀羹论文评阕人～陵堑查趣援陵蕉毯鼗篷锂离子电池正极材料LiFePo。制备及改性的研究摘要锂离子电池具有高能量密度、优良的循环性能及廉价、安全、环保等优点，被认为是理想的高容量大功率电池，广泛用于便携式电器、军事装备等领域，也可作用电动汽车和混合电动汽车的动力电池。但目前锂离子电池的正极材料主要有层状LiC002，LiNi02，和尖晶石LiMn204、，这些材料由于价格、安全性和电化学性熊等原因，在赢容

2、量电池中的应用受到限制。廉价橄榄石型LiFeP04具卷较高的电位(相对于Li／Li+为3．4v)、170mA·ll／g的理论容量、优良的循环性能和安全性能，是一类优秀的候选正极材料。由于LiFeP04电子导电能力较低，其大电流充放电性能还有待于进一步改进。为了提高其高信率放电性能，论文中比较研究了高温阉相反应和液相反应制备LiFeP0。的工艺，优化了制备工艺条件；研究掺杂金属离子的种类和用量对LiFeP04结构和充放电性能的影响，优化了掺杂离子的种类和用量；研究导电炭黑和金属离子复合改性对LiFeP0。性能的影晌，制备LiFepO。复合材料。在氮气气氛保护下，LiFeP04阉相反应制备的工艺

3、为：按Li2C03：FeC204-2H20：(NH4)2}口04=O．5：l：1(物质的量的比值)，以丙酮为分散介质在行星式球磨机中球磨混合6h、混合后的反应取出、在空气中于50℃干燥，然后在氮气气氛下、先在350℃恒温6h、再升到650℃恒温16h，反应完成后随炉冷却。为了提高LiFeP04导电性能，采用固相合成的方法合成了掺杂金属离予的Lil．xMxF礴0雅啦Mg，Al，V'Ti，Ni)，并用电化学、xRD和星特沃尔特方法研究了金属离子掺杂对LiFep04晶体结构和性能的影响，结果表明：Lio95M勘，05FePI。4、Lio97A1003FeP04、Lio97no．03FeP04、Li

4、o．97Vo．03FeP04和L‰矗弼。舶FeP04都魄LiFeP04具有更好的}￡容量、循环酾充旅毫性麓。研究迩发现：掺杂金属离子的Lil．。MxFeP04靼L谭ep04具有相同的结构，在“l。M。FeP04中，M占据了LiFeP04中Li的位谶，改变了原予价和原子间距亨}；l起晶齄体积麓收缩，增加了孛才瓣中Fe”艄尹共存态的食量，经材料具有更好的导电性能，从丽可以提高LiFep04的比容量和循环性能。研究中还制备了金属离子掺杂和导电碳黑包覆的Lil．。MxFeP04／C，具蔼{爱好的大电流性能，主要濠蟊燕金属离子体掺杂和表面包覆导电碳黑提高材料自身的导电能力和电极中颗粒问的导电畿力。其中

5、Li。98Ti。n2FePO托在320mA／g(约2c)的比容量大于120InAIl／g，充放电循环20次后放电比容量仍保持在8溉琰t。总之，本磺究优化了LiFeP04制备过擐，提赢了LiFep。4l毒为锂离子电池材料的性能，为实践LiFeP04工业化，提高基础实验数据和技术路线，裔一定的参考价值及理论意义。关键词：锂离子电池，正极材料，乙iFePO。STUDYoN罩珏EPRE王'ARATloNANDMoDIF至CATloNoFLiFeP04ASCATHODEMATERIALSFoRLITHIUMIONBATTERYABSTRACTThereareincreasingintereStingi

6、nlimiumionba_tteries，inaccordallcewim龇developmentofp酣ableelec拍nicequi跚ent，andasapowersupplyfor血tul．eVehiclesandloadleVelingsystems．Amongtheknown，“insertioncompounds，1ayeredrocksaltsystems“C002，LiNi02，andspinel纳meworksystemLi№204，靴nowusedasc如礤emate崩s．However，theStabi狮ofth。materialsatthefullycha唱edst

7、ateisaproblem，andthe∞StaJldtheenVironmentaIlyacceptallceforcoba王tandnickelcompoundsareunfravorableF麟己iMn2()4，fapideapacityfadeu越der圭1ightemperaturehaSbeenpointe纛outasseveredrawbacksRecentlyLiFeP04wasstudied