文档介绍：中南大学
博士学位论文
淬冷法合成锂离子电池正极材料LiFePO<,4>的研究
姓名:高旭光
申请学位级别:博士
专业:材料冶金
指导教师:胡国荣;彭忠东
20090501
摘酸铁锂颗粒多为偷奶妓玻蔡寄苄纬闪己玫牡嫉缤要提高锂离子电池性能和降低电极材料的成本一直是锂离子电池领域的主要研究方向。本文基于这种趋势在详细考查了锂离子电池正极材料研究发展的基础上,选取了橄榄石型牧献魑Q芯慷象,并运用水淬冷法对其合成和改性工作进行了较为深入和系统的研究。研究对比了随炉冷却方式和水淬冷方式对合成纯相观结构和电化学性能的影响。研究发现水淬冷方式较随炉冷却方式制备的哂懈傅目帕3叽纾ü齊ń峁咕薹治发现采用淬冷法制备的样品晶格内存在一定的缺陷,并造成晶胞体积发生收缩;从化学热力学、动力学和晶体学角度对淬冷法制备的淖饔没斫蟹治觯岢隽舜憷浞ㄖ票傅难分锌赡艽嬖离子扩散的空位和通道,这些空位和通道可能为锂离子的扩散提供路径,有利于固相法制备缁阅艿母慕煌ü,堵氏达,明显优于常规固相法制备的采用水淬冷法合成了碳包覆的疌化合物,并借助拉曼馄资侄窝芯苛颂荚谥票窵/;及簿取2捎么憷涔滔喾ㄍü皇笛橛呕说吞几活性疌的合成条件,,在和倍率下的放电容量分别达和,循环性能优良。而复合材料中的原位碳包覆量仅为ィ缺砻婊.·,极大地改善了材料的物理性能。采用水淬冷法合成了铁位掺杂和锂位掺杂的衔铮借助四探针法测电导率、,而且掺杂还降低了訪氖浚佣欣贚的快速传输。.锂位掺杂和不但可以将牡绲悸侍岣呓倍,而
,从而有利于┥ⅰ5牵灰牍嗟脑釉踊岬贾虏牧电化学性能的下降。为了进一步提高磷酸铁锂的电导率并优化疌的性能,本文研究了水淬冷法制备低碳掺杂型暮铣捎胄灾省Q芯糠⑾经过低碳量包覆和金属离子掺杂方法可以将牡绲悸侍岣到之。考叮牧系牡缁阅苡绕涫潜堵市阅艿玫矫飨缘改善。样品川疌在倍率下首次放电容量达到,经过次循环几乎无衰减,而样品中的原位碳含量仅为ァ咏蚅...·之间,并且交换电流密度随着锂含量的变化而变化,,在较低固体含量和高离心转速。驴芍得实心球形粒子前驱体。以实心粒子前驱体所合成的产物仍为实心,振实密度达到甤票傅氖敌亩嗫籽吩贠.、和倍率下的可逆比容量分别为、和~,而且材料循环性能良好。关键词锂离子电池,淬冷法,吞及玻逑嗖粼樱
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丝辍辉露﨤日期:俎年上月丑日作者签名:玺楚遣导师签名:趔皆原创性声明关于学位论文使用授权说明作者签名:舀弛缸工作及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特别加以标注和致谢本人声明,所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。日期:本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。
第一章文献综述引言能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础。纵观人类社会发展的历史,人类文明的每一次重大进步都伴随着能源的改进和更替。能源开发利用极大地推进了世界经济和人类社会的发展。随着经济和社会的不断发展,世界对能源的需求量也在不断增加。长期使用以煤、石油和天然气三大主要能源为代表的化石原料的能源结构不合理,并造成环境污染极其严重,尤其是随着这些不可再生能源的不断减少并由此而产生的全球气候变暖和生态环境的不断恶化受到越来越多的关注。因此如何提高能源的利用效率,改善能源结构,是人类可持续发展所面临的严峻考验。在能源开发中,充分利用可再生能源如太阳能、风能和水能都显得非常有意义。由于这些能源作用过于分散并不连续使得开发与这些能源相配套的能源存储与转换器件及其相关材料成为当务之急。电池是一种将化学能转化为电能的装置【D