橄欖石型LiFePO₄因其熱穩(wěn)定性好,比容量高和相對于其它正極材料價格更低的特點而廣泛應(yīng)用于移動電子設(shè)備、小型電子器件和動力汽車等各個領(lǐng)域,市場需求量大。然而,由于LiFePO₄自身低的離子擴散系數(shù)和低的電子電導(dǎo)率的問題,發(fā)展受到限制。本課題以FeSO₄·7H₂O廢渣為鐵源采用水熱法合成了LiFePO₄正極材料,優(yōu)化了制備工藝,針對LiFePO₄離子擴散系數(shù)低和電子電導(dǎo)率低的問題,采取不同的方法對其進行改性研究,并通過XRD、SEM和TEM等表征手段對材料的形貌和結(jié)構(gòu)進行測試,采用恒流充放電、循環(huán)伏安法、交流阻抗譜測試等手段對其電化學(xué)性能進行研究,通過系統(tǒng)的研究確定出最優(yōu)的合成工藝。首先,通過膠體吸附原理對FeSO₄·7H₂O廢渣進行提純后,利用水熱法和高溫煅燒合成了LiFePO₄@C正極材料。在本次實驗的制備過程中,系統(tǒng)的研究了水熱溫度,煅燒溫度和碳源添加量對LiFePO₄

【文章來源】：西華大學(xué)四川省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池概述
        1.2.1 鋰離子電池組成
        1.2.2 鋰離子電池工作原理
    1.3 鋰離子電池正極材料
        1.3.1 層狀結(jié)構(gòu)過渡金屬氧化物
        1.3.2 尖晶石結(jié)構(gòu)正極材料
        1.3.3 聚陰離子型正極材料
    1.4 磷酸鐵鋰正極材料
        1.4.1 磷酸鐵鋰的結(jié)構(gòu)及特點
        1.4.2 磷酸鐵鋰的制備方法
        1.4.3 磷酸鐵鋰的缺陷及改性
    1.5 選題背景和課題研究的主要內(nèi)容
2 實驗及分析方法
    2.1 實驗材料與設(shè)備
        2.1.1 實驗所需主要材料
        2.1.2 實驗設(shè)備
    2.2 工藝流程
        2.2.1 鈦白廢渣FeSO_4·7H_2O的提純
        2.2.2 LiFePO_4 的制備
    2.3 電極的制備及電池的組裝
        2.3.1 電極的制備
        2.3.2 電池的組裝
    2.4 材料的表征及電化學(xué)性能測試
        2.4.1 ICP-MS測試
        2.4.2 X射線衍射分析
        2.4.3 X射線光電子能譜分析
        2.4.4 場發(fā)射掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡測試
        2.4.5 恒流充放電測試
        2.4.6 電化學(xué)阻抗和循環(huán)伏安測試
3 鈦白廢渣硫酸亞鐵制備LiFePO_4正極材料
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 FeSO_4·7H_2O廢渣的純化處理
        3.2.2 制備LiFePO_4@C
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 鈦白廢渣Fe SO_4·7H_2O的提純
        3.3.2 水熱溫度對LiFePO_4@C正極材料性能的影響
        3.3.3 煅燒溫度對LiFePO_4@C正極材料性能的影響
        3.3.4 抗壞血酸添加量對LiFePO_4@C正極材料性能的影響
    3.4 本章小結(jié)
4 Ga涂層增強LiFePO_4@C的電化學(xué)性能
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 LiFePO_4@C的制備
        4.2.2 LiFePO_4@C/Ga的制備
    4.3 結(jié)果與討論
    4.4 本章小結(jié)
5 LaFeO_3 涂層對LiFePO_4正極材料的改性研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 LiFePO_4 陰極材料的制備
        5.2.2 復(fù)合材料LFP@C-LFO的制備
    5.3 結(jié)果與討論
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]鈦白粉發(fā)展現(xiàn)狀與未來[J]. 劉軍.  現(xiàn)代鹽化工. 2019(04)
[2]硫酸法鈦白粉清潔生產(chǎn)的解決方案[J]. 鮑樹濤,高強.  硫酸工業(yè). 2018(12)
[3]The Surface Coating of Commercial LiFePO4 by Utilizing ZIF-8 for High Electrochemical Performance Lithium Ion Battery[J]. XiaoLong Xu,CongYu Qi,ZhenDong Hao,Hao Wang,JinTing Jiu,JingBing Liu,Hui Yan,Katsuaki Suganuma.  Nano-Micro Letters. 2018(01)
[4]鈦白副產(chǎn)物硫酸亞鐵的精制研究[J]. 趙蕾,王富.  山東化工. 2018(01)



本文編號：3639289