不同碳源包覆LiFePO4正极材料的合成及电化学性能

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1、第29卷第8期电子元件与材料Vol.29No.82010年8月ELECTRONICCOMPONENTSANDMATERIALSAug.2010研究与试制不同碳源包覆LiFePO4正极材料的合成及电化学性能王武林，刘兴泉，王亮，张真，何泽珍（电子科技大学微电子与固体电子学院，电子薄膜与集成器件国家重点实验室，四川成都610054）摘要:采用单一碳源和复合碳源，以固相反应法合成了碳包覆型LiFePO4正极材料。借助ECT、XRD、SEM和循环伏安仪对LiFePO4正极材料进行了表征，研究了不同包覆碳源对所制LiFePO4正极材料电化学性能的影响。结果表明，与使用其他碳源相比，在使

2、用六次甲基四胺与蔗糖作为复合碳源时，LiFePO4正极材料的包覆碳量降低了40%左右；首次可逆放电容量提高了20%左右，达到141mAh/g；循环20次后的容量保持率提高了2%左右。由该种LiFePO4正极材料制作的锂离子电池具有较好的自我修复能力。关键词:锂离子电池；LiFePO4正极材料；复合碳源；包覆中图分类号:TM912文献标识码:A文章编号:1001-2028（2010）08-0039-05SynthesisandelectrochemicalperformanceofLiFePO4cathodematerialwithdifferentcoatedcarbonso

3、urcesWANGWulin,LIUXingquan,WANGLiang,ZHANGZhen,HEZezhen(SchoolofMicroelectronicsandSolidStateElectronics,TheStateKeyLaboratoryofElectronicThinFilmandIntegratedDevices,UESTC,Chengdu610054,China)Abstract:Carbon-coatedLiFePO4cathodematerialwassynthesizedbythesolidstatereactionmethod.Boththesin

4、glecarbonsourceandcomplexcarbonsourcewereemployedforthepreparationoftheLiFePO4material.ECT,XRD,SEMandCVtesterwereusedforthecharacterizationsoftheLiFePO4material,andtheeffectsofcarbonsourceontheelectrochemicalpropertiesoftheLiFePO4materialwerestudied.Theresultsshowthat,comparedwiththeLiFePO4

5、materialmadefromothercarbonsources,thecarboncontentoftheLiFePO4materialpreparedfromthecomplexcarbonsourceconsistingofhexamethylenetetramineandcitricacidisreducedbyabout40%,whiletheirinitialdischargecapacityandretentionrateafter20cyclesareincreasedbyabout20%and2%,respectively.And,thelithium-

6、ionbatteryfabricatedfromthisLiFePO4cathodematerialexhibitsgoodself-modificationcapability.Keywords:lithium-ionbattery;LiFePO4cathodematerial;complexcarbonsources;coatLiFePO4作为锂离子电池正极材料的一个突出LiFePO4制备技术经过了十几年的研究，但其制备技[1]缺点就是其电子导电性差，目前大都采用包覆碳材术和生产工艺并未完全成熟，尤其是LiFePO4产品性[6-10]料的方法来解决此不足，但是大量的包覆碳

7、又势必能的一致性至今未能彻底突破。目前国内制备会大大降低材料的质量密度和电池的体积比能量，LiFePO4锂离子电池正极材料大都采用Li2CO3-解决这对矛盾的一个好办法就是选择合适的包覆碳FeC2O4·2H2O-(NH4)2HPO4工艺，该工艺涉及到国外源。LiFePO4正极材料具有170.0mAh/g的理论比容专利壁垒和知识产权问题。另外，由于离子掺杂可[1-4]量、3.4V左右的放电平台、低成本、高安全性以改善LiFePO4正极材料的导电性，因此金属阳离子[11-12]等优点吸引了众多研究人员的兴趣