锂离子电池正极材料磷酸亚铁锂的合成结构和性能表征

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1、桶璺摘要本文运用了多种合成手段和分析技术，从材料制备、结构表征到电化学性能方面对磷酸亚铁锤进行系统深入的研究，制备出了性能良好的电极材料。论文主要针对制约正极材料LiFeP04性能的两大致余的缺点，即低的电子导电率和低的锂离子扩散速率，采取材料颗粒的细化、颗粒表面沉积碳导电层以及M孑+离子掺杂等措施对荚送行改性探索，以提离正极材将LiFePO。的电化学性能。工作主要包括以下几个部分：1．采用微波合成法，成功制各出檄榄石型结构正极材料LiFeP04化合物。在本文实验条件下，最合适的微波烧结时间为10min。电化学性能测试表明：微波合成的锾离予正极材料LiFeP04的初始放电比容量可达到118mA

2、h．一，比传统高温固糟法毒4备出的材料惠出逐20％。2．添热适量骢蔗糖制各出电化学性能良好豹LiFeP04／C复合的噩j：掇材料，其初始放电比容量高达130mAh．g～；经10次充放电循环，材料的比容量几乎不衰减。材料电化学性能的改善归因予颗粒表面沉积了一薄层导电碳和颗粒的缨化。另外，蔗糖在分解过程孛，产生豹还原性气氛也可有效撵刮Fe2+氧化为Fe3十，消除杂质相的产生。3．M92+离子的掺杂可明显改善LiFeP04的电化学性能，掺杂2％Mg”(摩尔百分比)其初始放电比容最可达130mAh．91。选区电子衍射显示掺杂Mr+离予LiFeP04的晶粒吴有整好豹搬棱焉结构，盈晶粒结晶性蹇好；红外光谱

3、分析表明M92+离子掺杂进“FeP04的Li+位置，并且对晶体的晶飑参数有影响。以上说明，采用适当的合成方法，细化LiFeP04的晶粒尺寸、提高LiFeP04的表层及体电导率，是改善橄榄石型LiFePO·镪离子正极材料电化学性能的有效途径。关键谣锂电正极材料；LiFePo托复合材料；晶粒细化；微波台成；M矿+掺杂北京工业大学工学硕士学位论文ABSTRACTInthisdissertation，refininggrains，depositingconductibilitycarbonfiImontllesurfaceofthepaniclesanddopingMg抖imoⅡlelamce0fLi

4、FeP04wereadoptedtoimprovet}leeiectro—chemicalper南mlanceofthecamodematerial．ThecathodematerialLiFeP04mainlyhas似onaWs，melowconductibilityandtheslowLi+iondi丘hsion，whichhaveabadinnuenceontheperfonnanceofthecathodemateri“．Manyme血odswereadoptedtoresearchmecamodematerialLiFeP04f如mdifferemfacets，whjcharecon

5、cludedas出efollowing：Firstly’theca血odematerialLiFeP04wassynmesizedsuccessfullybymicrowavecaicinationusingaceticacidlitllium，oxalateferrousironand猢oIliuIlldihydrogenphosphate．Undertllemicmwavecalcination，theoptimumtimeofthemicrowaVesinteringwastenminutes．Thetestofmeelectm-chemicalperfo瑚∞nceshowedthein

6、itialdischargecapabili妙couldreach1l8mAh．g一，whichwas20％moret11an恤atsynthesizedbyconVentiorlalsold—phasesymhesis．SecondIy，betterperfbⅡnanceLiFeP04／CcompositewassynmesizedbyaddingpropercomentofsucrosetothereactaIlts，testresultsexhibitedmeinitialdischa唱ec印abilitycouldgetl30mAh．g“and也ec印abili哆didll’tfade

7、downafcermorethalltencycles’test．Theimprovememoftheperfomlanceresulted矗om廿1e锄endmemofelectro—conductallce&therefinementofgmins&panicles．Dueto血ehightemperature，sucmseoccurredtodecomposeandpmduceafilmof