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本科生毕业论文
液相法制备磷酸亚铁锂正极材料
及其电化学性能的研究
院(系)名称: 材料科学与化学工程学院
专业名称: 化学工程与工艺
学生姓名:
指导教师: 教授
2011年6月
液相法制备磷酸亚铁锂正极材料
及其电化学性能的研究
钛
矿
材
料
上
H2O2
的
电
催
化
还
原
祁璐璐哈尔滨工程大学
本科生毕业论文
液相法制备磷酸亚铁锂正极材料
及其电化学性能的研究
院(系):材料科学与化学工程学院
专业:化学工程与工艺
学号:
学生姓名:
指导教师: 教授
2011年6月
摘要
橄榄石结构的LiFePO4是近几年发展起来的一种锂离子电池正极材料。其理论容量170 mAh·g-1,循环性能好,原料价格低廉,环境友好,安全可靠,被认为是最有开发潜力的锂离子正极材料。但由于LiFePO4 的电子导电率低和锂离子扩散速度慢,导致初始容量损失和高倍率放电不佳;以及掺碳后的LiFePO4/ C,其堆密度低,体积能量密度小。这两方面的因素制约的LiFePO4 正极材料的实用化。
本文以液相法制备LiFePO4正极材料为研究目的,并对合成的LiFePO4正极材料的电化学性能进行了详细的研究。分别采用了以二价铁为铁源的共沉积法和以三价铁为铁源的流变相法制备LiFePO4材料,都以蔗糖为碳源,经过高温煅烧合成出LiFePO4材料,并通过X射线衍射分析分析产物晶形, SEM,TEM观察产物形貌,电化学工作站进行电化学性能测试。
以流变相法掺杂Mg合成出LiFePO4材料,其产物一级颗粒大小为200nm左右,团聚不明显,二级结构大小均在1um以下;通过对产物LiFePO4材料的电化学性能测试, C倍率放电比容量为154 mAh·g-1,1 mAh·g-1, mAh·g-1, mAh·g-1,且循环性能较好。
以共沉积制备LiFePO4材料,并且加入石墨烯作为负载共沉积出的LiFePO4颗粒。通过SEM、TEM表明附着在石墨烯上的LiFePO4颗粒均匀,约200nm,烧结后的产物,通过XRD表征,制备的LiFePO4/石墨烯材料与磷酸亚铁锂标准峰基本吻合。经过电化学测试, mAh·g-1,1 mAh·g-1, mAh·g-1。循环性能和倍率性能良好。
关键词:共沉积;流变相;磷酸亚铁锂;蔗糖;掺Mg;石墨烯
ABSTRACT
Recently, olivine LiFePO4 appears as an interesting positive electrode material for Li-ion batteries during several years. Because of its low toxicity, good thermal stability, long cycle life and low cost, this material is believed as the most promising cathode material. But the disadvantages, low electronic conductivity and lithium-ion diffusion rate, of LiFePO4 result in the loss of the capacities and poor power at high discharge rate. carbon-doped will rise the low bulk density and volume energy density of the LiFePO4 material. Both factors constrained the practical LiFePO4 cathode material.
In this paper, the purpose of the paper is to prepare the cathode material LiFePO4 and research its electrochemical properties. Separately, we used the co-precipitation with the ferrous iron and the rheological reaction with ferric iron, added the source for reductio