采用濕法球磨輔助固相反應(yīng)法制備了Li_0.99M_0.01FePO₄/C(M=In³⁺,Al³⁺)復(fù)合材料,利用X射線衍射、掃描電鏡、循環(huán)伏安法、循環(huán)實(shí)驗(yàn)和阻抗實(shí)驗(yàn)研究其物理電化學(xué)性能。結(jié)果表明,與Li_0.99Al_0.01FePO₄/C復(fù)合材料相比,在高電流密度下,Li_0.99In_0.01FePO₄/C在容量傳遞、循環(huán)性能和可逆性方面均表現(xiàn)出較好的電化學(xué)特性。這一改進(jìn)歸于摻雜了更大半徑的陽離子到晶格中而引起的。此外,LiFePO₄晶格中較大的離子可以在高速率循環(huán)過程中穩(wěn)定晶體結(jié)構(gòu),降低電荷轉(zhuǎn)移電阻。 

【文章來源】：應(yīng)用化工. 2020年05期 北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

原始和改性LiFePO4的XRD圖譜

圖2為FE-SEM觀察到的Li0.99Al0.01FePO4/C 和 Li0.99In0.01FePO4/C粉末的形貌。由圖2可知,這兩個(gè)樣品的粒度沒有太大的差別。由此認(rèn)為有機(jī)化合物分解所產(chǎn)生的殘余碳,在反應(yīng)過程中阻礙了顆粒的生長(zhǎng),對(duì)減小顆粒大小起著非常重要的作用。實(shí)驗(yàn)證明,粒徑越小,鋰離子擴(kuò)散的途徑越短,從而提高了LiFePO4材料的可逆性。此外,由于使用的樣品是通過一步熱處理的固態(tài)反應(yīng)制備的,所以顆粒的團(tuán)聚是不可避免的。通過另一種方法或優(yōu)化反應(yīng)條件,可能獲得更小、更均勻的顆粒。熱重分析表明,樣品中含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為3.5%的碳,這是由PVA的分解引入的。

圖3為連續(xù)循環(huán)過程中Li0.99In0.01FePO4/C 和 Li0.99Al0.01FePO4/C電池在2.5～4.5 V電壓范圍內(nèi)電流密度從20～800 mA/g變化的放電容量演化過程。由圖3可知,在低電流密度下,兩種樣品的放電容量相差不大。隨著電流密度的增大,Li0.99In0.01FePO4/C試樣的放電能力逐漸高于Li0.99Al0.01FePO4/C 試樣。為了清楚地顯示摻雜陽離子的直徑對(duì)橄欖石化合物的影響,不同電流密度下的充放電電壓曲線見圖4。


本文編號(hào)：2945873