分別以葡萄糖和檸檬酸為碳源,通過碳熱還原法合成橄欖石結構的LiFePO₄/C正極材料。采用X射線衍射（XRD）及透射電子顯微鏡（TEM）對產物的結構表面和微觀形貌進行了分析,通過恒流充放電以及交流阻抗譜（EIS）表征了產物的電化學性能,探討了產物容量衰減的原因。結果表明:以葡萄糖為碳源的產物結晶度好,晶粒尺寸小。恒流充放電測試顯示其具有更好的電化學性能:0.2 C倍率下首次放電比容量為140.2 m Ah/g,循環(huán)50次后基本無衰減;1 C的首次放電比容量也達到了120.5 m Ah/g。此外,在高倍率充放電過程中,交流阻抗譜顯示LiFePO₄/C的擴散系數(shù)減小,約為1.798×10^-12cm²/s。 

【文章來源】：西安理工大學學報. 2016,32(01)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

不同碳源制備出LiFePO4/C的XRD圖譜

而提升其電化學性能。2．3電化學性能圖3為不同碳源制備的LiFePO4/C的首次充放電曲線及其循環(huán)-比容量曲線(0．2C)。采用C6H12O6(葡萄糖)為碳源的產物首次放電比容量為140．2mAh/g，循環(huán)50次后比容量仍為137．2mAh/g，容量保持率為98．1%，基本沒有衰減;采用C6H8O7(檸檬酸)為碳源的產物首次放電比容量為131．8mAh/g，循環(huán)50次后比容量為128mAh/g，容量保持率為97．1%。由于葡萄糖比檸檬酸的分子量大，所以其碳化產物多［12］，能夠更加完整的包覆在LiFePO4表面，提高其電化學性能。圖30．2C倍率下不同碳源制備的LiFePO4/C的首次充放電和循環(huán)-比容量曲線Fig．3Charge-dischargeandrateperformancecurvesoftheLiFePO4/Cusingdifferentcarbonsourcesat0．2C圖4為高倍率1C下，不同碳源產物的首次充放電曲線和其循環(huán)-比容量曲線。圖41C倍率下不同碳源制備的LiFePO4/C的首次充放電和循環(huán)-比容量曲線Fig．4Charge-dischargeandrateperformancecurvesoftheLiFePO4/Cusingdifferentcarbonsourcesat1C使用C6H12O6(葡萄糖)為碳源的產物的首次放電比容量為120．5mAh/g，循環(huán)50次后比容量為114mAh/g，保持率為94．6%。使用C6H8O7(檸檬酸)為碳源的產物的首次放電比容量為105mAh/g，循環(huán)50次后比容量為103．2mAh/g，容量保持率為98．2%。兩種產物在較高倍率下均有良好的容量保持率。2．4磷酸鐵鋰高倍率容量衰減圖5是碳源為C6H12O6(葡萄糖)的產物在2C倍率下循環(huán)100次的循環(huán)-放電比容量曲線。產物的首次放電比容量為72mAh/g，經過100次循環(huán)后僅為30．2mAh/g，減少了57．1%。產物在高倍率下的容量存在大幅度的衰減。之后，將電池靜置48h，再于2C倍率

?久揮興ゼ?采用C6H8O7(檸檬酸)為碳源的產物首次放電比容量為131．8mAh/g，循環(huán)50次后比容量為128mAh/g，容量保持率為97．1%。由于葡萄糖比檸檬酸的分子量大，所以其碳化產物多［12］，能夠更加完整的包覆在LiFePO4表面，提高其電化學性能。圖30．2C倍率下不同碳源制備的LiFePO4/C的首次充放電和循環(huán)-比容量曲線Fig．3Charge-dischargeandrateperformancecurvesoftheLiFePO4/Cusingdifferentcarbonsourcesat0．2C圖4為高倍率1C下，不同碳源產物的首次充放電曲線和其循環(huán)-比容量曲線。圖41C倍率下不同碳源制備的LiFePO4/C的首次充放電和循環(huán)-比容量曲線Fig．4Charge-dischargeandrateperformancecurvesoftheLiFePO4/Cusingdifferentcarbonsourcesat1C使用C6H12O6(葡萄糖)為碳源的產物的首次放電比容量為120．5mAh/g，循環(huán)50次后比容量為114mAh/g，保持率為94．6%。使用C6H8O7(檸檬酸)為碳源的產物的首次放電比容量為105mAh/g，循環(huán)50次后比容量為103．2mAh/g，容量保持率為98．2%。兩種產物在較高倍率下均有良好的容量保持率。2．4磷酸鐵鋰高倍率容量衰減圖5是碳源為C6H12O6(葡萄糖)的產物在2C倍率下循環(huán)100次的循環(huán)-放電比容量曲線。產物的首次放電比容量為72mAh/g，經過100次循環(huán)后僅為30．2mAh/g，減少了57．1%。產物在高倍率下的容量存在大幅度的衰減。之后，將電池靜置48h，再于2C倍率下循環(huán)50次，由圖5可以看出，其容量由56mAh/g降低到29mAh/g，電池的容量局部恢復后又急劇衰減。為了驗證電池容量的恢復性，我們將電池再于0．2C倍率下測試，循環(huán)20次后其容量為110mAh/g，較電池在0．2C倍率下直接循環(huán)的容量低30mAh/g。因此，可以確定電池

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]熔煉鈾和鈾合金用涂層研究進展[J]. 劉永勝,成來飛,張立同,徐永東,張顯.  稀有金屬材料與工程. 2005(11)

碩士論文
[1]以Fe2O3為原料通過碳熱還原制備LiFePO4/C正極材料的研究[D]. 戎葆華.南京大學 2013



本文編號：3277884