多元醇还原法合成锂离子电池正极材料LiFePO4.pdf

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1、第26卷第6期无机化学学报Vo1．26No．62010年6月CHINESEJ0URNAL0FIN0RGANICCHEMISTRY1061—1065多元醇还原法合成锂离子电池正极材料LiFePO4曹雁冰胡国荣杜柯彭忠东唐春张罗虎(中南大学冶金科学与工程学院，长沙410083)摘要：以三甘醇为还原剂，Li2CO3和三价铁源FePO为原料，通过多元醇还原法在低于300℃下直接制备了结晶良好的纯相LiFePO4，无须后续热处理。0．1C首次放电比容量为140．5mAh·g～。为了进一步改善纯相LiFePO4的电导率，以聚乙烯醇为碳源．在700℃下热

2、处理进行了碳包覆改性，获得了LiFePO4／C复合正极材料。合成的LiFePO／C在0．1C下放电容量为155mAh．g一，5C倍率下放电比容量保持在125mAh·g～，具有很好的倍率性能和循环稳定性。关键词：LiFePO4；锂离子电池；多元醇还原法；碳包覆中图分类号：0614．111；TM912文献标识码：A文章编号：1001—4861(2010)06—1061—05SynthesisofLiFePO4CathodeMaterialsbyPolyolReductionProcessingCAOYan—BingHUGuo—RongDUKeP

3、ENGZhong—DongTANGChunZHANGLuo—Hu(SchoolofMetallurgicalScienceandEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410083)Abstract：HighlycrystallineLiFePO4havebeensynthesizedbyapolyolreductionprocessingattemperaturesaslowas300withoutpostannealinginreducinggasatmospheres，usingFePO4

4、andLi2CO3asthestartingmateria1．Inordertoimprovetheelectricalconductivityoftheas—preparedpureLiFePO4，carbon—coatingLiFePOdCcompositeisobtainedbycalciningthemixtureofas—preparedLiFeP04andpolyvinylalcohol(PVA)．TheproductshavebeencharacterizedbyX—raydiffraction，scanningelectro

5、nmicroscopy(SEM)，IRspectroscopy，andgalvanostaticcharge—dischargetest．Theresultsshowthatcarboncoatingimprovestheelectrochemicalperformancesignificantlywithoutmuchparticlegrowthoftheas—preparedLiFePO4．Theas—preparedpureLiFePO4deliversdischargecapacityof140．5mAh·g-at0．1Crate．

6、AndtheLiFeP0dCcompositedeliversdischargecapacityof155mAh·g-at0．1Crateand125mAh·g-at5Crate，displayinggoodelectrochemicalcapacityandratecapability．Keywords：LiFePO4；Li—ionbattery；polyolreductionprocessing；carboncoating自从1997年Padhi等lll对橄榄石型LiFePO首掺杂[8-9]．即在锂位或铁位掺杂金属离子形成固溶次报道以来

7、掀起了该新型正极材料研究的热潮[2-5]体，或者制备LiFePO与电子良导体碳【n“】、金属颗与其他常见的正极材料相比，LiFePO具有资源丰粒【·2l的复合材料。其中，合成尺寸均匀、粒径较小的富、成本低、热稳定性好和无污染的优点，使其成为LiFePO是提高材料电化学性能的关键途径．这可在动力电池应用方面最有潜力的正极材料但以通过溶胶一凝胶法}l3]、共沉淀㈣、水热法ll5J等液相LiFePO存在电子电导率低和离子扩散速率低的问合成方法得到实现题．解决该问题的方法主要有降低LiFePO的粒径目前以三价铁源为原料采用液相化学还原法以提高锂离子

8、的扩散系数[6-71：对LiFePO进行体相制备LiFePO材料的报道很少Prosini等以FePO4收稿日期：2009—12—23。收修改稿日期：2010—01．31。国家科技