近年來,隨著能源危機(jī)、環(huán)境污染等問題的日益突出,以鋰離子電池為代表的能源儲能器件得到了迅速發(fā)展,并在混合動(dòng)力汽車、移動(dòng)通訊設(shè)備和醫(yī)療器械等領(lǐng)域逐漸代替了鉛酸、鎳鎘、鎳氫等傳統(tǒng)蓄電池。在已有的正極材料中,磷酸鐵鋰因具有價(jià)格低廉、綠色環(huán)保、安全性好、理論容量高、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn),在動(dòng)力電池領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注。但是磷酸鐵鋰也存在電子電導(dǎo)率低、高倍率放電性能差等不足,極大地限制了其在動(dòng)力電池領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用。為解決上述問題,在課題組前期工作的基礎(chǔ)上,本研究以磷酸二氫鋰（LiH2PO4）、草酸亞鐵（FeC2O4·2H2O）、偏釩酸銨（NH4VO3）陽檸檬酸（C6H8O7·H2O）為主要原料,采用固相法制備7LiFePO4·Li3V2（PO4）3/C復(fù)合正極材料,并對其進(jìn)行金屬離子摻雜改性,通過多種測試手段和方法對試樣進(jìn)行表征,分析和討論了摻雜對復(fù)合正極材料的組成、微觀結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)：1.摻雜Mg2+、Cr3+、Ti4+的7LiFePO4·Li3 V2（PO4）3/C復(fù)合正極材料中均包含有橄欖石結(jié)構(gòu)的LiFePO4和單斜結(jié)構(gòu)的Li3V2（PO4）3相,無雜質(zhì)相,結(jié)晶度較高；摻雜后... 

【文章來源】：湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【圖文】：

圖１．２ＬｉＣｏ〇２的晶體結(jié)構(gòu)７１＾意圖??Ｆｉｇ．?１．２?Ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｓｋｅｂｈ?ｍａｐ?ｏｆ?ＬｉＣｏ〇２??

具有Ｈ維裡離子通道，并且原料豐富、價(jià)格便宜、安全無毒、合成簡便，是目前??猛系正極材料的主要代表，受到了廣泛的關(guān)注。ＬｉＭｎ２〇４屬于Ｆｄ３ｍ空間群，立??方晶系，其結(jié)構(gòu)ｔＷ如圖１．３所示。其中，氧離子按照立方密堆積排列，Ｌｉ＋和Ｍｎ３＋／４＋??分別占據(jù)四面體８ａ位置和八面體１６ｄ位置，形成一種互通的Ｈ維離子通道，這種??結(jié)構(gòu)對于裡離子的可逆嵌入和脫出是比較有利的。??０?Ｌｉ?？Ｍｎ?Ｑ?０??圖１．３尖晶石型ＬｉＭｎ；２〇４的晶體結(jié)構(gòu)７Ｆ意圖??Ｆｉｇ．１．３?Ｃｒｙ＾ａｌ?Ｓ化ｕｃＵｉｒｅ?ｓｋｅＵ：ｈ?ｍａｐ?ｏｆ?ｓｐｉｎｅｌ?ＬｉＭｎ２〇４??尖晶石型ＬｉＭｎｓ化正極材料的制備方法主要包括固相法ＩＷ、水熱法ｆＷ、溶膠??－凝膠法【６６］和微波法［Ｗ］等。Ｗ常用的固相法為例，將Ｌｉ２Ｃ〇３、ＬｉＮ〇３或ＬｉＯＨ‘Ｈ２〇??與Ｍｎ化或者Ｍｎ２化均勻地混合，在６００－８５０°Ｃ溫度下于氧氣氣氛中鍛燒８－１５ｈ??制得。此方法操作簡便，但顆粒大小及均勻性難于控制，且ＬｉＭｎ２〇４的電化學(xué)性??能較差。??相比其它正極材料，ＬｉＭｎ２〇４的理論比容量較低（１４８ｍＡｈ／ｇ），實(shí)際容量也只??能達(dá)到１２０ｍＡｈ／ｇ左右，且容量衰減快（尤其在４０°ＣＷ上），循環(huán)性能較差，這嚴(yán)??７??

潛力、最安全的新型裡離子動(dòng)力電池正極材料。??ＵＦｅＰ〇４為規(guī)整的橄槐石結(jié)構(gòu)，屬于正交晶系，Ｐｎｍｂ空間群，晶胞參數(shù)??ａ＝１．０３３ｎｍ，?６＝０．６０１ｎｍ，?ｃ＝０．４６９ｎｍ，其結(jié)構(gòu)［ＳＧ］如圖１．４所示，氧原子Ｗ近似六??方緊密堆積的方式進(jìn)行排列，裡原子和鐵原子各自占據(jù)氧原子八面體的中也位置，??形成Ｌｉ〇６八面體和Ｆｅ〇６八面體，磯原子則占據(jù)氧原子四面體中屯、位置，形成Ｐ〇４??四面體［８１］。在Ｌ巧ｅＰ〇４結(jié)構(gòu)中，Ｌｉ〇６八面體、Ｆｅ化八面體及Ｐ〇４四面體交替排列??形成了一個(gè)層狀的腳手架結(jié)構(gòu)，這種排列結(jié)構(gòu)使得Ｌｉ＋僅能在二維平面上進(jìn)行可??逆脫嵌，一定程度上阻礙了?Ｌｉ＋在晶格內(nèi)的擴(kuò)散，導(dǎo)致Ｌｉ＋的脫出和嵌入比較困難。??另外，ｌｉＦ巧〇４結(jié)構(gòu)中存在較強(qiáng)的Ｈ維立體的Ｐ－０－Ｆｅ鍵，所Ｗ它具有較強(qiáng)的熱力??學(xué)和動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性［８２１。??Ｌ巧濁〇４正極材料的充放電機(jī)理與往的傳統(tǒng)正極材料有所不同。在充放電??過程中

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]xLiFePO4·yLi3V2（PO4）3/C復(fù)合正極材料的制備及其電化學(xué)性能研究[D]. 王玲.湖南大學(xué) 2014
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本文編號：3428093