纳米石墨包覆球形LiFePO_4正极材料的制备及其性能研究.pdf

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1、2第01465年卷第2月2期当代化工Vo1．45．N0．2ContemporaryChemicalIndustryFebruary．2016纳米石墨包覆球形LiFePO4正极材料的制备及其性能研究胡佳杰，邬婷倩，钟丹萍，胡翔，姚鹏基，金燕仙(台州学院医药化工学院，浙江台州318000)摘要：采用湿球研磨一喷雾干燥法合成了纳米石墨包覆的球形LiFePO材料。该材料呈现了大小较为均匀的球形颗粒，颗粒度较小。性能测试表明该材料具有优异的电化学性能，最佳样品C在0．1C时的放电比容量为160．9mA-hn-g，在高倍率5C下的比容量仍为120．5mA—h

2、g～，显示了良好的比容量维持率。该法制备细小而致密的球形颗粒，并通过纳米石墨包覆增强导电性，大大提高了LiFePO材料的电化学性能，此方法简便、高效，有工业化应用的前景。关键词：喷雾干燥法；LiFePO；锂离子电池中图分类号：0655．25文献标识码：A文章编号：1671—0460(2016)02—0244—03StudyonPreparationandPerformanceofNano—graphiteCoatedSphericalLiFePO4CathodeMaterialHUJia-jie，FTing-qian，ZHONGDan-ping，

3、HUXiang，YAOPeng-ji，JINYah—xian(SchoolofPharmaceuticalandChemicalEngineering，TaizhouUniversity，ZhejiangTaizhou318000，China)Abstract：Nano-graphitecoatedsphericalLiFePO4cathodematerialwaspreparedbywetballmilling—spraydryingmethodTheresultsshowthat，preparedsphericalLiFePO4present

4、sthesphericalparticleswithuniformsizeandsmallparticlesize，ithashighdensityandgoodelectrochemicalperformance，andpresentslargereversibledischargecapacitiesof160．9mA’h‘g～and120．5mA’h’g～at0．1Cand5．0Crate，respectively．Thisnano—graphitecoatingmethodcanimprovetheelectrochemicalprope

5、rtiesofLiFePO4materials．Keywords：Lithiumionbattery；LiFePO4：Spraydrying；Electrochemicalperformance锂离子电池以其高容量、低消耗、对环境友好本文采用湿球研磨一喷雾干燥法制备前驱体，和质量轻等性能成为电池发展的趋势及研究的热点同时添加纳米石墨进行碳包覆，成功合成了球形的0。磷酸铁锂(LiFePO)作为锂离子电池正极材料，纳米石墨包覆LiFePO材料，结果发现该材料其电具有结构与热稳定性好、充放电循环稳定性好、放导率和大电流充放电性能大大提高，获得了高容电电

6、压平稳、原材料丰富、对环境的污染小，是理量、低成本的磷酸铁锂正极材料。想的动力锂离子电池正极材料。但是其导电性差，1实验部分离子传输速度慢大大限制了其实际应用。对此，许多研究者进行研究，以求改善其导电性能。目前1．1仪器及试剂CVD一05—20—3型节能管式炉，蓝电电池测试系对该材料的改性研究也主要集中在三个方面’：一是改进合成方法，降低材料颗粒粒径，使其电子电统(LAND，CT2001A)，XD—D1型x射线衍射仪(cu导率得以提高，特别是高倍率充放电性能；二是加靶，=0．15nm)，日立S-4800型扫描电镜。磷酸入适量导电碳材料，进行碳的分

7、散与包覆；三是掺铁，碳酸锂，葡萄糖，纳米石墨(D50400nmo所杂金属离子来提高电子导电率。有试剂均为分析纯。文献报道，活性粉末均匀分布在碳层表面上1．2LiFePO的合成可以确保插入／未插入的锂离子均匀性。所以通过减以磷酸铁fFePO·2H0，AR)，碳酸锂(Li。CO，少粒度和改善碳涂层，LiFePO的瓶颈问题，可以实AR)，葡萄糖(cH0，AR)作为原料，葡萄糖按含碳现一个突破。此外，改善其合成方法，制备球形量10％(质量分数)添加。将各原料按化学计量比加LiFePO材料可显著提高其振实密度，增大其体积比入混合后加入适量的去离子水，在搅拌

8、球磨机中球容量，进一步满足其用于大型移动电源中。磨4h。再向混合物中分别加入含量0．25％、0．5％、基金项目：国家自然科学青年基金项目