鐵基磷酸鹽材料由于其安全性好、成本低廉等優(yōu)點(diǎn),作為電池正極材料是很有發(fā)展前景的。然而,由于該類材料的本征電導(dǎo)率較低及離子擴(kuò)散速度較慢等問(wèn)題,限制了其工業(yè)化應(yīng)用。本文以LiFePO4F和FePO4兩種鐵基磷酸鹽為主要研究對(duì)象,通過(guò)顆粒納米球形化、納米Ag粒子表面修飾以及與碳復(fù)合構(gòu)筑碗狀結(jié)構(gòu)的方法,改善材料導(dǎo)電性,從而提高材料的電化學(xué)性能。通過(guò)一種與化學(xué)誘導(dǎo)沉淀相結(jié)合的固相法,合成了具有高純度的類球型LiFePO4F正極材料,探討了預(yù)燒溫度、煅燒時(shí)間和溫度對(duì)材料純度和電化學(xué)性能的影響。對(duì)最佳條件下得到的材料進(jìn)行測(cè)試,循環(huán)伏安曲線表明,氧化還原峰（3.09 V/2.61 V）對(duì)應(yīng)Li2FePO4F/LiFePO4F兩相轉(zhuǎn)變中的Fe2+/Fe3+氧化還原電對(duì)。該材料在0.5 C下的初始放電比容量為110.2 mAh g-1,200次循環(huán)后容量保持率為94.4%。其優(yōu)異的循環(huán)性能主要?dú)w功于高的純度和均勻的納米球形貌,這種形貌可以縮短離子和電子的傳輸距離,同時(shí)還能增大材料與電解液之間的接觸面積,從而提高該材料的電化學(xué)動(dòng)力學(xué)。為進(jìn)一步改善LiFePO4F的電化學(xué)性能,通過(guò)沉淀法原位還原Ag+,合成了... 

【文章來(lái)源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１鋰電池工作原理圖［１６］??

圖１．２?ＬｉＣ〇０２的晶體結(jié)構(gòu)示意圖？??１．２．４．２?ＬｉＭｎ２０４?正極材料??如圖１．３所示，尖晶石型ＬｉＭｎ２０４屬于立方晶系［２４］。其中，Ｍｎ４＋和Ｍｎ３＋共??同占據(jù)八面體１６ｄ位置，其中四面體和八面體共面形成的三維隧道，可供鋰離子??在其中脫嵌［２５］。ＬｉＭｎ２０４的理論比容量為１４８ｍＡｈｇ＇有兩個(gè)充放電平臺(tái)分別??在４．１５／４．０５?Ｖ和４．０５／３．９５?Ｖ。該材料的主要缺陷是在過(guò)放電時(shí)，Ｍｎ３＋溶解和姜－??泰勒效應(yīng)造成循環(huán)容量衰減比較嚴(yán)重［２６＇２７］，體積比能量較低的問(wèn)題，限制了商??業(yè)化應(yīng)用。不過(guò)可以通過(guò)摻雜［２８］、包覆［２９］或者納米化［３（Ｗ２］方式進(jìn)行解決，尖晶??５??

成功地應(yīng)用在各類商業(yè)電子產(chǎn)品中，據(jù)統(tǒng)計(jì)在中國(guó)市場(chǎng)約有８０?％的鋰電池正極??材料用的是磷酸鐵鋰。ＬｉＦｅＰ０４屬于正交晶系，空間點(diǎn)群為其結(jié)構(gòu)示意??圖如圖１．４所示［３４］。從圖中可以看出，０２＿釆取六方密堆積排列，形成八面體空??位和四面體空位，Ｐ５＋占據(jù)四面體結(jié)構(gòu)的４ｃ位置，Ｌｉ＋和Ｆｅ２＋分別處于八面體的??４ａ和４ｃ位置。從ｂ軸方向看，可到看出Ｌｉ０６八面體沿著ｂ軸方向共邊，八而面??體？６〇６在ｂｅ面上共頂點(diǎn)，每個(gè)？０４四面體分別與相鄰兩個(gè)Ｌｉ０６八面體和一個(gè)??ＦｅＯｊＶ面體沿ｂ軸方向共邊。此外，Ｐ５＋和０２＿之間通過(guò)共價(jià)鍵形成具有三維結(jié)??構(gòu)的聚陰離子Ｐ〇４３，可以提高材料的熱穩(wěn)定性。??６??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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