微波合成LiFePO,4正极材料及其改性研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文中文摘要在高速发展的现代社会中，特别是在石油、煤、天然气等传统能源不断开采、资源日益枯竭的今天，锂离子电池作为一种对环境友好的替代能源受到人们的普遍重视，它以其工作电压高、能量密度大、循环寿命长、自放电小、无记忆效应和“绿色"环保等优点而成为可移动电源的首选。磷酸铁锂作为新型的锂离子电池正极材料，具有较高的理论比容量和工作电压、优良的循环性能、较好的热稳定性、价格便宜、环境友好等优点已受到人们的广泛关注。但由于其晶体结构的限制，磷酸铁锂具有极低的电子电导率，这也是限制其应用的最大阻碍。本文在详细评述了锂离子电池及其

2、研究进展的基础上，对磷酸铁锂的合成和改性进行了详细研究。采用微波结合溶胶凝胶法合成LiFcP04，研究了合成条件对LiFcPO。结构和电化学性能的影响，并尝试了对材料进行掺杂改性。通过x射线衍射(x．RayDiffraction)分析了合成产物的结构晶型，扫描电镜(ScanningElectronMicroscope)观察了材料的形貌，恒流充放电测试研究了合成材料的比容量和循环性能。实验采用FeC204"2H20、LiN03、NH4H2P04作为原料，通过正离子掺杂的方法对其进行改性。采用ZIl2+对LiFeP04进行铁位掺杂，比较他们的

3、充放电性能’和循环性能。研究结果表明，LiFcP04的掺杂物具有较好的充放电性能和循环性能。同时分别采用质量分数1％、3％、5％Zn2+掺杂比例，比较它们对LiFcP04的性能改进效果，实验表明，zIl2+掺杂比例在3％时，首次充放电容量首次达到了152mAh·g-1(0．11C)。通过离子掺杂后的材料在充放电过程中的不可逆容量损失得到了不同程度的减小，循环稳定性有很大改善，其20次循环后的放电容量仍然保持在131mAh·g-1。关键词：LiFcP04：正极材料；掺杂改性；微波。武汉理工大学硕士学位论文AbstractInthemodem

4、societywithrapiddevelopment，particularlyinrecent，theoil，coal，naturalgasandothertraditionalenergysourcesarecontinuemining，resourcesaredepleted，Thelithiumionbatteries，asaenvironmentallyfriendlyalternativeenergy,receiveduniversalattentionfromthepeople．Itbecomethepreferredmob

5、ilepowerwithadvantagessuch弱highvoltage，energydensity,longcyclelife，self-discharge，nomemoryeffectandgoodenvironmentalacceptability．LithiumironphosphateistheIICWcathodematerialforlithium—ionbatteries，withhightheoreticalcapacityandvoltage，goodcycleperformance，betterthermalst

6、ability,cheapandenvironmentfriendly,itgetpeople’Swidespreadattention．However,duetoitscrystalstructurerestrictions，lithiumironphosphateelectronicgetlowconductivity,whichisthegreatestimpedimenttoitsapplication．Inthispaper,baseondepictthelithium-ionbatteryanditisresearchprog

7、ressindetail，itwasinvestigatedtothesynthesizeandmodificationaboutlithiumironphosphateusingthemicrowarecombiningwithsol—gelmethods，studiedtheLiFeP04structureandelectrochemicalperformanceinfluencedbythesynthesizecondition,andtrytomodificatethematerialbydoped，analysisofthest

8、ructureoftheproductbyX-RayDiffraction，observethemorphologyofthematerialbyScanningElectronMicrosc