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《磷酸鐵鋰正極材料的制備與改性研究畢業(yè)論文設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、陜西科技大學碩士學位論文磷酸鐵鋰正極材料的制備與改性研究姓名：肖玲申請學位級別：碩士專業(yè)：材料學指導教師：張超武201205磷酸鐵鋰正極材料的制備與改性研究摘要橄欖石型磷酸鐵鋰，具有理論比容量高、電壓平臺平坦、循環(huán)性能優(yōu)異、結構穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性良好、價格低廉以及環(huán)境友好性等特點，是一種極具發(fā)展前景的鋰離子電池正極材料。然而，磷酸鐵鋰存在電子電導率低及鋰離子擴散系數小的缺點，影響了磷酸鐵鋰正極材料的實用化進程。通常采用加入導電物質或摻雜金屬離子的方法對磷酸鐵鋰正極材料的電化學性能進行改善。本文首先采用碳熱還原法，在惰性氣氛下合成LiFeP04／C正極材料。通
2、過X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)以及電化學測試等測試方法對材料進行表征。結果表明，制備的樣品均為橄欖石型結構，碳源的加入能有效地減小材料的顆粒尺寸，在650℃燒結16h得到晶體結構完整、顆粒大小均勻的LiFeP0．／C粉體。為了改善電化學性能，采用碳熱還原法制備了碳和鐵復合包覆的磷酸鐵鋰材料。實驗結果表明，LiFeP04／(C+Fe)具有更好的電化學性能，O．2C首次放電比容量達154mAh／g，循環(huán)30圈后損失僅有4％，鐵的加入能有效改善大倍率下放電容量迅速降低的問題。采用固相法制備了鈉離子摻雜的磷酸鐵鋰材料，分析了燒結溫度、摻雜量對樣品的結構
3、和形貌的影響。結果表明，以葡萄糖作為碳源和還原劑，摻雜3％的鈉離子，650℃燒結得到的樣品，具有較好的晶體結構和形貌。少量鈉離子的加入不會影響其結構，但是鈉離子過量時可能會引起結構變化，從而影響電化學性能。采用固相法合成了錳離子摻雜的磷酸鐵鋰材料，研究了錳離子的摻雜量對材料的晶體結構的影響。結果表明，錳離子的加入能形成橄欖石結構晶體，與鐵離子相互作用形成Li(Mn，Fe)P04固溶體，X射線衍射峰隨錳離子摻雜量的增加向小角度偏移。采用超聲輔助溶膠．凝膠法結合微波法制備了LiFeP04／C材料以及鋰鋁摻雜的碳包覆磷酸鐵鋰材料，討論了微波加熱時間及摻雜量對樣品
4、的影響。微波加熱30min(以間斷加熱方式)得到的LiFePOdC樣品具有完整的晶體結構，顆粒均勻分布，顆粒大小約為1微米。以葡萄糖為碳源、鋰鋁各摻雜2％、微波加熱30min的樣品，具有最好的晶體結構和外觀形貌。關鍵詞：磷酸鐵鋰，正極材料，碳包覆，復合包覆，離子摻雜PREPARATIoNANDMODIFICATIoNRESEARCHOFLITHIUMIRoNPHoSPI塒ECATHODEⅣ【ATERIALABSTRACT111eOlivineLiFeP04，withhiglltheoreticalcapacity，flatdischargecurve，ex
5、cellentcyclestability，goodthermalandstructuralstability，lowcostandenvironmentalfriendly，becomesapromisingnewcathodematerialforlithium-ionbatteries．However,thefaultsofitslowelectronicconductivityandlittleLi十diffusioncoe銜cientlimititspracticalprocess．Thereforeaddingconductivemateria
6、lsandmetaliondopingaresuppliedtoimprovetheelectrochemicalperformance．CarbonthermalreductionmethodisusedtosynthesizethecarboncoatedLiFeP04ininertatmosphere．UsingX-raydiffraction，scanningelectronmicroscopyandelectrochemicaltestmethodstoanalyzetheproducts．111eresultshowsthatthesample
7、sallhaveolivinestructureandtheaddedcarbonresourcecalleffectivelydescreasetheparticlesizeandthebestsinteringtemperatureis650℃．Inordertoimprovetheelectrochemicalproperties，theLiFeP04materialcomposite-·coatedwithcarbonandironiscomposedbycarbon·-thermalreductionmethod．111eexperimental
8、resultsshowthattheLiFeP04／(C+Fe)m
