LiFePO_4锂电池正极材料的共碳包覆和Mn掺杂的改性

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1、第34卷第6期南京工业大学学报(自然科学版)vo1．34No．62012年11月JOURNALOFNANJINGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY(NaturalScienceEdition)Nov．2012doi：10．3969／j．issn．1671—7627．2012．06．001LiFePO4锂电池正极材料的共碳包覆和Mn掺杂的改性蔡锐，王月芳，邵宗平(南京工业大学化学化工学院材料化学工程国家重点实验室，江苏南京210009)摘要：采用高能球磨辅助固相法制备碳包覆并掺杂Mn的LiFe

2、PO正极材料LiFeMnPO(=0．04、0．05、0．06和O．07)。通过x线衍射光谱仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、比表面积(BET)及恒流充放电等测试手段考察Mn的掺杂量及碳的包覆量对LiFePO的结构、形貌及电化学性能的影响，最终确定优化条件。结果表明：Mn掺杂量=0．06及碳的前驱体(蔗糖)添加量为LiFe㈣MnP0质量的2．5％(碳最终质量分数为1．26％)时，所获得的碳包覆和Mn掺杂的LiFePO正极材料的电化学性能最优异，其0．1C倍率的放电比容量为165．1mA·

3、h／g，10C倍率的放电比容量仍达92．4mA·h／g，50次循环后容量保持率分别为96．7％及892％。关键词：锂电池；LiFePO；Mn掺杂；碳包覆中图分类号：TM911文献标志码：A文章编号：1671—7627(2012)06—0001—06ElectrochemicalperformancesofcarboncoatedandMn-dopedLiFePO4cathodematerialforlithiumrechargeablebatteriesCAIRui，WANGYuefang，SHAOZ

4、ongping(StateKeyLaboratoryofMaterials—OrientedChemicalEngineering，CollegeofChemicalandChemistryEngineering，NanjingUniversityofTechnology，Nanjing210009，China)Abstract：OlivineLiFePO4cathodematerialsCO-modifiedwithcarboncoatingandMndopingweresyn—thesizedby

5、ahighenergyballmilling—promotedsolid-statereaction．Theeffectsofmanganeseandcarboncontentsonthestructure，morphologyandelectrochemicalperformancesofLiFePO4werecharacterizedbyX．raydiffraction(XRD)，filed—emissionscanningelectronmicroscope(FESEM)，Brunauer-Em

6、mett—Teller(BET)nitrogensorptionmethod，andgalvanocharge—dischargeanalysis．Theresultsshowedthattheopti-nlalmanganeseandcarboncontentswere=0．06and1．26％．ThedischargecapacitiesofLiFeoMn0o6PO4／1．26％Creached165．1and92．4mA·h／gat0．1Cand10Crates，andtheCOITe。．94s

7、pondingcapacityretentionrateswere96．7％and89．2％after50cycles．Keywords：Li—ionbattery；LiFePO4；Mn—doping；carboncoating橄榄石型磷酸铁锂(LiFePO)正极材料以其安(一3．5V"US．Li／Li)，并且其充放电过程中伴随着全性能好、结构稳定、成本低及环境友好等优点成为Li的脱嵌及嵌入，其体积变化较小，约为6．81％，最具潜力的Li动力电池正极材料-2]。LiFePO正因此具有很好的循环稳定性。

8、极材料的理论容量为170mA·h／g，充放电平台平稳对于动力电池而言，电极材料在大倍率下的充收稿日期：2012—06—05基金项目：国家自然科学基金资助项目(21103089)；江苏省基础研究计划重点研究专项资助项目(BK2011030)作者简介：蔡锐(1971一)，女，四川自贡人，副教授，博士，主要研究方向为锂电池电极材料；邵宗平(联系人)，教授，E—mail：shaozp@njut．edu．en2南京工业大学学报(自然科学版)第34卷放电性能至关重要