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《探究聚吡咯包覆的磷酸铁锂正极材料制备及性能研究》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、申请上海交通大学工学硕士学位论文聚吡咯包覆的磷酸铁锂正极材料制备及性能研究学校：上海交通大学院系：化学与化工学院班级：B0711092学号：1071109059工程硕士生：杨扬工程领域：化学工程导师：廖小珍（副教授）上海交通大学化学与化工学院2009年12月ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityforMasterDegreeofEngineeringSYNTHESISANDCHARACTERIZATIONOFLiFePO4/C-Polypyrrol
2、eCOMPOSITESFORLITHIUMIONBATTERIESAuthor：YangYangSpecialty:ChemicalEngineeringAdvisor:Prof.Xiao-ZhenLiaoDepartmentofChemistryandChemicalEngineeringShanghaiJiaoTongUniversityShanghai,P.R.ChinaDec,2009上海交通大学硕士学位论文摘要聚吡咯包覆的磷酸铁锂正极材料制备及性能研究摘要聚吡咯(PPy)是一种典型的导电高分子材料，
3、具有良好的导电性、可逆的电化学氧化还原特性，及较强的电荷贮存能力，在空气和水中稳定性较好，其本身是一种理想的聚合物二次电池的正极材料。近年来有研究小组将PPy包覆在各种锂二次电池的正负极材料上以提高材料的电化学性能。本文采用化学液相法、化学气相法将PPy氧化聚合包覆在磷酸铁锂(LiFePO4)正极材料颗粒表面，制备出性能优越的LiFePO4/C-PPy复合材料，并对其电化学性能进行系统的研究。通过液相法、气相法制备出LiFePO4/C-PPy复合材料，并通过透射电镜(TEM),热失重分析(TGA),及红外光谱
4、(FT-IR)等分析技术表征了LiFePO4/C材料与LiFePO4/C-PPy材料的组成及结构形态，用四探针测试了材料的电导率；运用恒电流充放电、交流阻抗、扫描电子显微镜(SEM)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP)等手段对正极材料电化学性能和高温的稳定性进行测试，研究PPy在材料中的作用机理。液相法制备出的LiFePO4/C–PPy-Chem电极和气相法制备出的LiFePO4/C–PPy-CVD电极在各个倍率下的比容量分别为145(1C),138(2C),132(5C),123(10C),115mAh/g
5、(20C)和145(1C),133(2C),118(5C),108(10C),80mAh/g(20C),倍率性能都要远远优于未包覆的i上海交通大学硕士学位论文摘要LiFePO4/C电极150(1C),147(2C),127(5C),60(8C)。此外LiFePO4/C–PPy-Chem材料和LiFePO4/C–PPy-CVD材料都表现出优异的高温循环稳定性，通过研究发现，包覆在LiFePO4颗粒表面的PPy可以抑制高温下电极与电解液副反应发生，抑制铁的溶解，从而使材料在高温下具备良好的稳定循环性。最后比较了吡
6、咯单体聚合过程中氧化剂和掺杂剂的组合对合成PPy性能的影响，通过测试发现，在聚合过程中对甲苯磺酸铁既可以作为氧化剂又同时可以作为掺杂剂，使合成PPy的掺杂离子为单一的对甲苯磺酸根，避免了采用传统氯化铁作为氧化剂时氯离子掺杂的影响。因此，用对甲苯磺酸铁所合成材料性能要优于采用传统的氯化铁与对甲苯磺酸钠组合制备出的材料。关键词：锂离子电池、正极材料、磷酸铁锂、聚吡咯、对甲苯磺酸铁ii上海交通大学硕士学位论文ABSTRACTSYNTHESISANDCHARACTERIZATIONOFLiFePO4/C-Polypy
7、rroleCOMPOSITESFORLITHIUMIONBATTERIESABSTRACTPolyPyrrole(PPy)isoneofthetypicalconductingPolymers.Itcanbeusedascathodeoflithiumsecondarybatteriesbecauseofitshighconductivity,highelectricalchargereservingabilityandgoodstabilityinairorwater.Inthispaper,LiFePO4
8、/C-PPycompositeswerepreparedbyusingchemicalliquiddepositionmethodandchemicalvapor-phasedepositionmethod,respectively.ThepreparedLiFePO4/C-PPycompositesshowedobviouslyimprovedelectrochemicalperformance.
