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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(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、陜西科技大學(xué)碩士學(xué)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(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：材料學(xué)指導(dǎo)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(tái)平坦、循環(huán)性能優(yōu)異、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性良好、價(jià)格低廉以及環(huán)境友好性等特點(diǎn)，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(dǎo)率低及鋰離子擴(kuò)散系數(shù)小的缺點(diǎn)，影響了磷酸鐵鋰正極材料的實(shí)用化進(jìn)程。通常采用加入導(dǎo)電物質(zhì)或摻雜金屬離子的方法對(duì)磷酸鐵鋰正極材料的電化學(xué)性能進(jìn)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(xué)測(cè)試等測(cè)試方法對(duì)材料進(jìn)行表征。結(jié)果表明，制備的樣品均為橄欖石型結(jié)構(gòu)，碳源的加入能有效地減小材料的顆粒尺寸，在650℃燒結(jié)16h得到晶體結(jié)構(gòu)完整、顆粒大小均勻的LiFeP0．／C粉體。為了改善電化學(xué)性能，采用碳熱還原法制備了碳和鐵復(fù)合包覆的磷酸鐵鋰材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，LiFeP04／(C+Fe)具有更好的電化學(xué)性能，O．2C首次放電比容量達(dá)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(jié)溫度、摻雜量對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)
3、和形貌的影響。結(jié)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(jié)得到的樣品，具有較好的晶體結(jié)構(gòu)和形貌。少量鈉離子的加入不會(huì)影響其結(jié)構(gòu)，但是鈉離子過量時(shí)可能會(huì)引起結(jié)構(gòu)變化，從而影響電化學(xué)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(duì)材料的晶體結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，錳離子的加入能形成橄欖石結(jié)構(gòu)晶體，與鐵離子相互作用形成Li(Mn，F(xiàn)e)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(jié)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(shí)間及摻雜量對(duì)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(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)和外觀形貌。關(guān)鍵詞：磷酸鐵鋰，正極材料，碳包覆，復(fù)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
