聚阴离子型锂离子电池正极材料的制备与电化学性能表征

摘要

聚阴离子型正极材料因安全性能好、成本低和对环境友好等优点,被认为是最具潜力的动力锂离子电池候选正极材料之一。本文对锂离子电池正极材料 LiFePO4、LiCoPO4及 Li2CoPO4F和 Fe(OH)SO4的制备、结构和性能进行了研究。
　　一、以自制的磷酸铁、磷酸二氢铵、氢氧化锂和蔗糖为原料,采用沉淀-碳热还原法制备了 LiFePO4/C。测试结果表明:700℃,6h的条件下性能最佳,在10mA/g电流密度下,首次放电容量分别为147.1 mAh/g,循环50次后,循环性能良好。
　　二、以醋酸钴、磷酸二氢铵、氢氧化锂为源料,采用固相法合成了 LiCoPO4。测试结果表明:700℃,16h的条件下性能最佳,在10mA/g的电流密度下,首次放电容量为125.8 mAh/g,循环50次后,放电容量仅剩45.7 mAh/g,循环性能较差;通过对 LiCoPO4进行碳包覆,发现对其电化学性能影响不大。用同样的方法混入LiF合成了 Li2CoPO4F,在30mA/g、150 mA/g和300 mA/g电流密度下首次放电容量分别为132.3mAh/g、121.4 mAh/g和114.8 mAh/g,但循环性能也较差。
　　三、使用FeSO4·7H2O分步热处理制备Fe(OH)SO4,并对其进行碳包覆。测试结果表明:优化条件下,Fe(OH)SO4材料在15mA/g的电流密度下,放电容量分别为134.5mAh/g,循环50次后,放电容量为72.6mAh/g,循环性能较差;对其进行碳包覆后,材料的循环性能得到改善。

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第一章 绪论

1.1锂离子电池简介

1.2锂离子电池正极材料概述

1.3橄榄石结构正极材料

1.5选题的目的、意义及研究内容

第二章实验方法

2.1.实验原料

2.2实验仪器与设备

2.3材料表征

2.4材料的电化学表征

2.5滴定法测定铁元素

第三章 LiFePO4/C的制备与电化学性能表征

3.1引言

3.2.实验

3.3结果与讨论

3.4本章小结

第四章 固相法合成LiCoPO4和Li2CoPO4F及电化学性能表征

4.1引言

4.2实验

4.3结果与讨论

4.4本章小结

第五章 Fe(OH)SO4正极材料的制备与表征

5.1引言

5.2实验

5.3结果与讨论

5.4本章小结

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢

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