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1、聚苯胺包覆的LiFePO4电化学性能研究/易晓华等#139#*聚苯胺包覆的LiFePO4电化学性能研究易晓华,雷钢铁,汪磊,周姬,李朝晖,高德淑(湘潭大学化学学院环境友好化学与应用省部共建教育部重点实验室,湘潭411105)摘要采用固相法合成了锂离子电池正极材料LiFePO4。为了改进LiFePO4的高倍率充放电性能,采用原位聚合的方法合成了一系列聚苯胺2LiFePO4(PAn2LiFePO4)复合正极材料。通过扫描电子显微镜(SEM)观察了样品的形貌。交流阻抗测试表明聚苯胺的包覆降低了LiFePO4电极的电化学反应阻抗。充放电测试表明PAnLiFePO4复合材料的放电容量更高,循环性
2、能更好。关键词LiFePO4聚苯胺原位聚合AnInvestigationofElectrochemicalPerformanceofPolyanilineCoatedLiFePO4MaterialsYIXiaohua,LEIGangtie,WANGLei,ZHOUJi,LIZhaohui,GAODeshu(KeyLaboratoryofEnvironmental2friendlyChemistryandApplicationofMinistryofEducation,CollegeofChemistry,XiangtanUniversity,Xiangtan411105)Abstrac
3、tLithiumironphosphate(LiFePO4)cathodematerialforrechargeablelithium2ionbatteriesissynthe2sizedbyasolid2statereaction.Inordertoimprovethehighratecharge2dischargecapability,aseriesofpolyaniline2LiFePO4(PAn2LiFePO4)compositesaresynthesizedbyin2situpolymerization.Themicromorphologyofsamplesisob2serv
4、edbySEM.ACimpedancemeasurementsshowedthatthecoatingofpolyanilinesignificantlydecreasestheelectro2chemicalreactionresistanceofLiFePO4electrodes.Charge2dischargetestsshowthatPAn2LiFePO4compositeshavehigherdischargecapacityandbettercyclingperformance.KeywordsLiFePO4,polyaniline,in2situpolymerizatio
5、n0前言1实验1997年Padhi等的开拓性研究揭开了橄榄石型LiFePO41.1主要试剂及仪器研究的序幕。LiFePO4具有比容量较高(170mAh/g)、原材料来主要试剂:Li2CO3、FeC2O4#2H2O、(NH4)2HPO4、十二烷源广泛、无环境污染、材料的热稳定性好、所制备电池的安全性基苯磺酸钠、FeCl3、苯胺单体(经二次减压蒸馏)。主要仪器:[1]能突出等优点,成为材料界的研究热点。但LiFePO4正极材PhilipXL30扫描电子显微镜;WRT23P热分析仪;Arbin公司[2]BT22000电池测试仪;EG&G公司Model273A电化学工作站。料室温电子电导率低,
6、并且其电极行为受扩散控制,如何在室温和大电流密度条件下提高LiFePO4的实际容量是研究人1.2样品的制备员一直在努力攻克的难题。近年来的研究工作主要围绕以下3按化学计量比准确称取Li2CO3、FeC2O4#2H2O、个方面展开:¹采用/软化学0合成方法和手段来控制产物颗粒(NH4)2HPO4,置于球磨罐中,大小球之比为1B4,球磨10h至[3,4]的大小和形貌;º在颗粒表面包覆导电物质提高复合材料混料均匀。然后把反应物置于石英舟中,放入管式炉在氩气保的导电能力[5-8];»采用离子掺杂以改善LiFePO4的电子电导护下升温。先以5e/min升温至300e,恒温8h后自然冷却至率[9-
7、13]。室温,取出研磨后再次置于管式炉中以10e/min升至700e,导电性是聚苯胺(PAn)的一种非常重要的特征,PAn具有保温20h后自然冷却,得到LiFePO4样品。可逆的氧化还原性能,因而可用作二次电池的电极材料[14]。在PAn通过化学氧化聚合制备,PAn2LiFePO4复合正极材料LiFePO4表面包覆PAn可以提高其导电率,同时PAn也参与通过苯胺单体在LiFePO4粒子表面原位聚合制备。十二烷基电极反应,PAn的包覆不仅能够提高
