發(fā)布時間：2021-06-11 22:50

　　由于橄欖石型的磷酸鐵鋰（LiFePO₄）具有良好的電化學(xué)性能,在充放電過程中擁有高的開路電壓（3.45 V vs.Li⁺/Li）,高的理論放電容量(¹70 mA h g^-1),平穩(wěn)的充放電平臺,穩(wěn)定的充放電結(jié)構(gòu),被用來作為鋰離子電池正極材料。同時,該材料具有成本低,安全性能好,環(huán)境友好,循環(huán)壽命長,豐富的原材料等優(yōu)點。然而,由于其本身結(jié)構(gòu)的缺陷,導(dǎo)致其倍率性能低下,這將直接影響該材料在動力汽車市場的應(yīng)用。本課題設(shè)計和合成出磷酸鐵鋰/石墨烯和磷酸鐵鋰/氟摻雜類石墨烯兩類三維納米磷酸鐵鋰基復(fù)合材料,實現(xiàn)了磷酸鐵鋰與石墨烯或類石墨烯碳的原位復(fù)合,并對復(fù)合材料制備方法、物理性質(zhì)、電化學(xué)性能及不同組分間的協(xié)同效應(yīng)進(jìn)行了研究和探索,為動力型磷酸鹽系正極材料的進(jìn)一步發(fā)展,提供了有效的技術(shù)路線。采用流變相-固相燒結(jié)相結(jié)合并引入高能球磨制備的石墨烯修飾碳包覆LiFePO₄顆粒納米球。展開的物理剝離的多層石墨烯片在裝飾碳涂覆的LiFePO₄顆粒納米球間沒有出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象,納米球... 

【文章來源】：南昌航空大學(xué)江西省

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

（a）三方晶系LiCoO2的層狀晶體結(jié)構(gòu)；（b）八面體CoO6結(jié)構(gòu)的表示；（c）理想的層狀LiCoO2堆疊結(jié)構(gòu)

圖 1-4 磷酸鐵鋰的晶體結(jié)構(gòu)[44]Fig.1-4 The crystal structure of lithium iron phosphate[44]1.4.2 鐵鋰正極材料的研究進(jìn)展目前，LiFePO4材料的合成方法主要包括：高溫固相法[48,49]、碳熱還原法[50,51]、溶膠-凝膠法[52,53]、水熱/溶劑熱法[54,55]、微波合成法[56,57]等。1.4.2.1 高溫固相反應(yīng)法高溫固相法簡單易行、成本較低，是工業(yè)化生產(chǎn) LiFePO4材料的首選方法，并且目前合成 LiFePO4的工藝已經(jīng)非常成熟[48]。在生產(chǎn)過程需要使用隋性保護(hù)氣體并且顆粒粒徑不易控制導(dǎo)致獲得的顆粒形貌不規(guī)則分布也不均勻，運用超聲或者磁力攪拌來提高機(jī)械球磨的均勻性。最早的固相法是以醋酸亞鐵、磷酸銨和碳酸鋰為原料在惰性氣體保護(hù)下先升溫至 300-350 ℃，然后在 800 ℃溫度下保溫 24 h，再隨爐自然冷卻后可以獲得結(jié)

南昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 1 章 緒（二）多元摻雜LiFePO4中 Li 位和 Fe 位被取代實現(xiàn)二元摻雜，復(fù)合離子摻雜之間協(xié)同效應(yīng)可以很好的改善 LiFePO4倍率性能。Shu 等[75]首次采用一種簡單的高溫固態(tài)方合成了 Na、Ti 復(fù)合摻雜的正極材料 Li1-xNaxFe1-xTixPO4/C(x=0.00，0.01，0.00.05)。Na、Ti 復(fù)合摻雜沒有改變 LiFePO4的橄欖石型結(jié)構(gòu)，改善了 LFP/C 顆的形貌，釋放 Li+擴(kuò)散的阻力，便利 Li+擴(kuò)散，倍率性能很大改善。Luo 等[76]過第一性原理模擬計算，研究發(fā)現(xiàn) Na、Mn 二元摻雜取代 LiFePO4中 Li 位和 位，合成(Li0.75Na0.25)(Fe0.75Mn0.25)PO4復(fù)合材料，不僅可以很好地改善該材料化學(xué)倍率性能，還提高了其結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，使其擁有長的循環(huán)壽命。


本文編號：3225414