LiFePO_4结晶性、颗粒尺寸和Fe_2P原位引入对其倍率性能的协同作用

摘要

采用溶胶凝胶法,以LiOH,Fe2C2O4和NH4H2PO4为原材料,以乙二醇为络合剂和碳源,通过对合成LiFePO4的前驱体在不同温度和时间的分步煅烧,获得了兼具良好结晶性、亚微米颗粒尺寸和含适量原位引入Fe2P的LiFePO4/C复合材料,该材料作为锂离子电池正极材料表现出优良的倍率性能.采用X射线衍射、扫描电子显微镜、元素分析等方法和恒电流充放电等测试技术对获得的LiFePO4/C材料的结构和电化学性能进行研究.结果表明,分步联合煅烧是综合实现适量Fe2P相的原位引入、LiFePO4颗粒尺寸控制和提高LiFePO4结晶性的有效途径,其显著提高了LiFePO4/C材料的高倍率性能.经600℃煅烧20 h再经700℃煅烧4 h获得的含4wt%Fe2P和3wt%C的LiFePO4/C复合正极材料,在1,10和20 C放电条件下的放电容量分别达到140,110和100 mAh/g.