不同碳量对以Fe^3+为铁源合成的LiFePO4／C电池正极材料性能的影响

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1、第29卷第2期矿冶工程V01．29b22009年o4月MININGANDMETALLURGICALENG玎EERINGApril2009不同碳量对以Fe3+为铁源合成的LiFePO4／C电池正极材料性能的影响①湛雪辉，孙伟，刘辉，王增辉，周随安，李飞(1．长沙理工大学化学与工程学院，湖南长沙410076；2．中南大学资源加工与生物工程学院，湖南长沙410083)摘要：用流变相法制备了LiFePOJC电池正极材料，利用XRD、SEM和EDS等技术对产物的微观结构和形貌进行了分析，并采用恒流充放电、循环伏安(cv)等测试技术测试了其电化学性能。重点探讨了不同碳

2、量对LiFePO4正极材料晶体结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明，制得的复合材料环境友好，具有平稳的3．4V左右的充放电电压平台，导电性能和大电流充放电性能优良。关键词：锂离子电池；正极材料；磷酸铁锂；原位碳包覆；流变相法中图分类号：TM912文献标识码：A文章编号：0253—6099(2009)02—0086一o4Effect0fDiferentAmountsofCarbononthePropertyofLiFePo4／CPreparedbyFe(1lI)CompoundZHANXue—hui，SUNWei，LIUHui，WANGZeng—hui，Z

3、HOUSui—all，LiFei(1．SchoolofChemical＆EnvironmentalEngineering，ChangshaUniversityofScience&Technology，Changsha410076，Hunan，China；2．SchoolofMineralsProcessingandBioengineering，CentralSouthUniversity，Changsha410083，Hunan，China)Abstract：LiFePO4／Ccompositecathodematerialshavebeensynthes

4、izedbyrheologicalphasereaction．Themicro—structuresandmorphologiesofthesecompositehavebeeninvestigatedbyXRD，SEMandEDS．Theelectrochemicalperformanceshavebeenmeasuredbygalvanostaticcharge-dischargeandcyclicvohammetry(CV)methods．Effectsofcarbondosageonthecrystalstructure，morphologyand

5、electrochemicalpropertiesofLiFePO4havebeendiscussedinde—tail．Theresultsshowthatthecompositematerialisenvironmentallyfriendlyandhasastablecharging—dischargingvolt—ageplatform，showingexcellentconductivityandcharging—dischargingperformance．Keywords：lithium—ionbattery；cathodematerial；

6、LiFePO4；in—situcarbon—coating；rheologicalphasereaction橄榄石型LiFePO因其价格低廉、对环境友好、循易聚集长大，粒度不容易控制。这些都大大限制了其环性能优良、安全性突出等优点而成为最具开发和应在实际锂离子电池中的应用。因此，寻找一种原料价用潜力的新一代锂离子电池用正极材料¨J。除了低廉易得，工艺简单，能同时获得高纯度、高电导率、颗粒电导率和IJj扩散系数所导致的充放电性能差等动力细小且粒度均匀的LiFePO粉体，并适合大规模生产学限制外，LiFePO材料还存在着制备困难的问题。的制备方法对LiFePO

7、正极材料的尽快产业化具有重一方面，制备LiFePO的常规方法均采用Feh化合物要的意义“。作为铁源，其价格较Fe¨化合物高，制备过程需要多本研究采用廉价稳定的Fe¨化合物(Fe：O，)作为次热处理预分解和研磨，工艺复杂，从而使制备成本增铁源，PVB作为提供导电剂(碳)和还原剂(碳和氢)的加。另一方面，Fe易被氧化成Fe¨杂质，对前驱物，通过流变相．高温固相法成功制备了碳包覆的LiFePO的电化学性能有不良影响。目前抑制Fe“氧LiFePO正极材料。该法既能提高产物的纯度和电导化的主要方法是保持其合成过程中的惰性或还原气率，同时又能降低产物的粒度，制备用原料

8、成本低，过氛，当然，即使严格控制反应条件，产物中仍不可避免程简单，