微波合成LiFePO-,4-正極材料及其改性研究.pdf

1、在高速發(fā)展的現(xiàn)代社會中，特別是在石油、煤、天然氣等傳統(tǒng)能源不斷開采、資源日益枯竭的今天，鋰離子電池作為一種對環(huán)境友好的替代能源受到人們的普遍重視，它以其工作電壓高、能量密度大、循環(huán)壽命長、自放電小、無記憶效應和“綠色”環(huán)保等優(yōu)點而成為可移動電源的首選。磷酸鐵鋰作為新型的鋰離子電池正極材料，具有較高的理論比容量和工作電壓、優(yōu)良的循環(huán)性能、較好的熱穩(wěn)定性、價格便宜、環(huán)境友好等優(yōu)點已受到人們的廣泛關注。但由于其晶體結構的限制，磷酸鐵鋰具有極低

2、的電子電導率，這也是限制其應用的最大阻礙。 本文在詳細評述了鋰離子電池及其研究進展的基礎上，對磷酸鐵鋰的合成和改性進行了詳細研究。采用微波結合溶膠凝膠法合成LiFePO4，研究了合成條件對LiFePO4結構和電化學性能的影響，并嘗試了對材料進行摻雜改性。通過X射線衍射(X-Ray Diffraction)分析了合成產物的結構晶型，掃描電鏡(Scanning Electron Microscope)觀察了材料的形貌，恒流充放電測試

3、研究了合成材料的比容量和循環(huán)性能。 實驗采用FeC2O4·2H2O、LiNO3、NH4H2PO4作為原料，通過正離子摻雜的方法對其進行改性。采用Zn2+對LiFePO4進行鐵位摻雜，比較他們的充放電性能和循環(huán)性能。研究結果表明，LiFePO4的摻雜物具有較好的充放電性能和循環(huán)性能。同時分別采用質量分數(shù)1％、3％、5％Zn2+摻雜比例，比較它們對LiFePO4的性能改進效果，實驗表明，Zn2+摻雜比例在3％時，首次充放電容量首次達