發(fā)布時(shí)間：2021-07-03 10:18

　　以MnCO₃為Mn源,采用熱爆工藝合成LiFePO₄,研究不同添加量的MnCO₃對(duì)LiFePO₄性能的影響。結(jié)果表明,摻雜量x=0.05時(shí)LiFe_0.95Mn_0.05PO₄衍射峰峰強(qiáng)和半高寬為最佳;SEM測(cè)試顯示,摻雜產(chǎn)物的顆粒分散最好,顆粒均勻;摻雜產(chǎn)物在0.1 C倍率下的首次充放電比容量分別為154.9 mAh/g和138.5 mAh/g,較純LiFePO₄的首次充放電比容量有較大提高;在經(jīng)過(guò)50次循環(huán)后放電比容量保持率為86.45%,在0.2 C、0.5 C和1 C倍率下的首次放電比容量分別為129 mAh/g、109.4 m Ah/g和86.9 mAh/g。 

【文章來(lái)源】：粉末冶金工業(yè). 2020,30(01)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

Mn2+摻雜樣品的XRD圖譜

LiFe0.95Mn0.05PO4材料在不同倍率下的放電比容量

圖2為L(zhǎng)iFe1-xMnxPO4(x=0.01,0.02,0.05,0.08）復(fù)合材料的掃描電鏡照片。當(dāng)Mn2+的摻雜量較少時(shí)，隨著Mn2+摻雜量的增加，在一定程度上可起到細(xì)化晶粒的作用，使得顆粒分布較為均勻，形成的摻雜產(chǎn)物的形貌打破了FePO4·2H2O的近球形結(jié)構(gòu)，顆粒較細(xì)，直徑大多在微米級(jí)以下。由圖2(a）、（b）和（c）可知，當(dāng)摻雜量低于x=0.05時(shí)，隨著Mn2+摻雜量的增加，顆粒直徑不斷減小，且分布越來(lái)越均勻，這是由于摻入的Mn2+進(jìn)入Fe2+的位置，引起晶格畸變，降低了LiFePO4晶體表面能，減小了晶體生長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)力，從而抑制了晶粒的生長(zhǎng)，摻入量越多，抑制能力就越大，從而使得顆粒的粒徑越小，增大了其比表面積。而當(dāng)摻入量x=0.08時(shí)，由圖1(e）可知，過(guò)量的Mn2+會(huì)形成MnO2雜質(zhì)，抑制顆粒長(zhǎng)大的作用也相對(duì)減弱，形成的試樣顆粒粒徑變大，這是由于當(dāng)摻入量過(guò)多時(shí)，多余的表面能驅(qū)動(dòng)力變大，燒結(jié)過(guò)程中產(chǎn)生的點(diǎn)缺陷增多，從而使得摻雜產(chǎn)物在燒結(jié)過(guò)程中生成的大顆粒出現(xiàn)的幾率就越大，導(dǎo)致了顆粒的粒徑增大；在圖2(d）中，摻雜試樣的表面上存在少量的MnO2雜質(zhì)，該雜質(zhì)的顆粒粒徑相對(duì)試樣顆粒粒徑較小，比較容易辨認(rèn)。圖3為類球形LiFe0.95Mn0.05PO4的局部的TEM明場(chǎng)相。由圖3(a）可知，試樣LiFe0.95Mn0.05PO4的單個(gè)顆�；旧铣暑惽蛐�，顆粒直徑小于1μm。圖3(b）為試樣局部顆粒的分布情況，可觀察到，有些位置顏色較淺，說(shuō)明在該位置的類球形分布疊加較少，有些位置顏色較深，說(shuō)明在該位置處互相疊加較多，與圖2(d）中LiFe0.95Mn0.05PO4晶體的微觀形貌相符。

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：3262391