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《高倍率性能磷酸鐵鋰正極材料的制備及改性研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、學校代號10532學號S151301161分類號TB332密級公開碩士學位論文高倍率性能磷酸鐵鋰正極材料的制備及改性研究學位申請人姓名王琦培養(yǎng)單位材料科學與工程學院導師姓名及職稱劉洪波教授學科專業(yè)材料科學與工程研究方向先進炭材料及復合材料論文提交日期2018年5月24日學校代號：10532學號：S151301161密級：公開湖南大學碩士學位論文高倍率性能磷酸鐵鋰正極材料的制備及改性研究學位申請人姓名：王琦導師姓名及職稱：劉洪波教授培養(yǎng)單位：材料科學與工程學院專業(yè)名稱：材料科學與工程論文提交日期：2018年5月24日論文答辯日期：2018年5月31日答辯委員會主席：陳小華教授Stu
2、dyonthepreparationandmodificationofhighrateperformancelithiumironphosphatecathodematerialbyWANGQiB.E.(HunanUniversity)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftherequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinMaterialsScienceandEngineeringintheGraduateschoolofHunanUniversitySupervisorProfes
3、sorLIUHongboMay,2018高倍率性能磷酸鐵鋰正極材料的制備及改性研究摘要LiFePO4具有理論容量高、熱穩(wěn)定性能好、循環(huán)性能好以及環(huán)境友好等優(yōu)點，是目前商用動力鋰離子電池的主流正極材料之一。然而，低電子電導率和低鋰離子擴散系數(shù)導致其倍率性能較差，嚴重制約其在大功率動力鋰離子電池中的應用。本文采用石墨烯包覆和控制形貌的方法改善LiFePO4的倍率性能，并通過離子摻雜的方法提升其能量密度?？疾炝耸┌擦炕蛱堪擦?、前驅(qū)體添加順序?qū)iFePO4結(jié)構(gòu)和電化學性能的影響。研究內(nèi)容及取得的主要研究結(jié)果如下：(1)以自制氧化石墨和商用磷酸鐵鋰為原料，采用表面活性劑輔助自組裝
4、法合成LiFePO4/石墨烯復合材料，探討了石墨烯添加量對LiFePO4/石墨烯復合材料結(jié)構(gòu)和電化學性能的影響。結(jié)果表明，在石墨烯添加量為6.2wt%時，復合材料表現(xiàn)出最佳電化學性能，在5C倍率下，放電比容量為132.6mAh·g?1，而LiFePO?14僅為87.5mAh·g。此外，LiFePO4/石墨烯復合材料表現(xiàn)出優(yōu)良的循環(huán)穩(wěn)定性，在5C倍率下循環(huán)1000次后容量保持率達到82.6%，遠遠優(yōu)于LiFePO4的49%。(2)以LiOH、FeSO4和H3PO4為前驅(qū)體原料，采用乙二醇溶劑熱法制備LiFePO4納米顆粒，考察了前驅(qū)體添加順序?qū)Ξa(chǎn)物結(jié)構(gòu)和電化學性能的影響。發(fā)現(xiàn)先將H
5、3PO4溶液滴入FeSO4溶液更易合成具有較短b軸的片狀LiFePO4，且表現(xiàn)出更佳的電化學性能，其在0.2C和5C倍率下的放電比容量分別為157.3mAh·g?1和140.1mAh·g?1。在此基礎上，研究了炭包覆量對LiFePO4結(jié)構(gòu)和電化學性能的影響，發(fā)現(xiàn)炭包覆可顯著提高LiFePO4的電化學性能，且炭包覆量越高越有利于提升LiFePO4的大電流充放電性能。(3)以LiOH、FeSO4,、MnSO4和H3PO4為前驅(qū)體原料，采用乙二醇溶劑熱法制備Mn摻雜LiFe0.5Mn0.5PO4納米顆粒，并對其進行了炭包覆處理。研究了前驅(qū)體添加順序?qū)Ξa(chǎn)物的形貌、結(jié)構(gòu)和電化學性能的影響。
6、結(jié)果表明，先將H3PO4滴入FeSO4和MnSO4混合溶液可以合成尺寸更小及更短b軸的LiFe0.5Mn0.5PO4納米顆粒，并表現(xiàn)出更佳的電化學性能，且其在低電流密度下明顯提高了LiFePO4的能量密度。同時研究了不同溶劑熱時間產(chǎn)物的XRD與SEM以闡述添加順序的影響的機理。關(guān)鍵字：鋰離子電池；磷酸鐵鋰；晶形；石墨烯；離子摻雜II碩士學位論文AbstractLiFePO4isconsideredasoneofmainstreamcommercialcathodematerialforpowerlithiumionbatteriesduetoitshightheoreticalc
7、apacity,goodthermalstability,goodcyclingperformanceandenvironmentalfriendlinessetc.However,thelowelectronicconductivityandlithiumiondiffusioncoefficientdeterioratetherateperformanceofLiFePO4,whichhighlylimiteditspracticalapplicationinhighpowe
