La0.6Sr0.4CoO3-δ包覆LiFePO4/C的制备与性能研究

摘要

本文使用商用LiFePO4/C复合材料，为改善其电化学性能，使用导电金属氧化物La0.6Sr0.4CoO3-δ(LSC)对其进行了包覆。利用SEM、HRTEM、EDS、XRD、恒电流充放电技术、交流阻抗技术(EIS)、循环伏安法(CV)和恒电位阶跃法(PSCA)等考察了LSC包覆对LiFePO4/C材料性能的影响。HRTEM和XRD测试结果表明LSC能修复LiFePO4/C颗粒表面不完整包覆层，同时不会改变LiFePO4基体材料的结构。
　　 采用悬浮液法制备了LiFePO4/C/LSC复合材料，在制备过程中通过改变LSC添加量，考察不同包覆配比对材料电化学性能的影响。分别制备了LSC包覆量为1wt.％～6wt.％的复合材料。测试结果显示，包覆量为4wt.％时，材料首次充放电容量最大。LSC包覆量为4wt.％的样品在0.1C、0.2C、0.5C、1C、2C和5C下放电比容量分别为156.5mAh·g-1、151.6mAh·g-1、144.5mAh·g-1、136.6mAh·g-1、125.4mAh·g-1和95.9mAh·g-1。不包覆LSC的样品在0.1C、0.2C、0.5C、1C、2C和5C下分别为153.3mAh·g-1、144.1mAh·g-1、136.0mAh·g-1、120.2mAh·g-1、102.1mAh·g-1和65.0mAh·g-1。说明适当含量的LSC包覆能够提高材料的充放电性能，特别是高倍率下的充放电性能。
　　 采用球磨混合法制备了LiFePO4/C/LSC复合材料，使用氧化锆球球磨时LSC包覆量为2wt.％、3wt.％和4wt.％，使用导电金属球球磨时LSC包覆量为4wt.％。测试结果显示，球磨混合法制备的几种样品中，使用导电金属球球磨，LSC包覆量为4wt.％的样品性能最好。0.1C、0.2C、0.5C、1C、2C和5C下其放电比容量分别为152.3mAh·g-1、145.6mAh·g-1、137.2mAh·g-1、129.5mAh·g-1、117.3mAh·g-1和84.9mAh·g-1。采用球磨混合法时，适当含量的LSC包覆能够提高材料高倍率的充放电性能。