LiFePO4(LFP)作為一種鋰離子電池的正極材料,因其性能優(yōu)異而在諸如電動(dòng)汽車、便攜式移動(dòng)設(shè)備電源、儲(chǔ)能電源等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。但是在LFP的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,以及向大功率動(dòng)力電池發(fā)展的道路上,其仍然面臨著許多待續(xù)解決的問(wèn)題。比如在利用高溫固相法生產(chǎn)的工業(yè)中,因?yàn)橐恍╀@鹽類物質(zhì)常被作為原材料來(lái)使用,導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程中有氨氣的產(chǎn)生,這無(wú)形中增加了企業(yè)處理廢氣的成本,以及惡化了環(huán)境,威脅著生產(chǎn)者的健康。而磷酸鐵鋰本身的一些特性也增加了其在動(dòng)力電池方面應(yīng)用的難度:其離子導(dǎo)電率和電子導(dǎo)電率低,影響其在大電流充放電時(shí)的性能;振實(shí)密度低,這降低了電池的能量密度。本文探索了在生產(chǎn)過(guò)程中沒(méi)有氨氣產(chǎn)生、并且適合工業(yè)生產(chǎn)的方法和工藝,并利用對(duì)材料進(jìn)行一些改性處理來(lái)提高其電化學(xué)性能。通過(guò)采用磷酸二氫鋰、磷酸鐵、草酸亞鐵等不含有銨鹽的物質(zhì)作為起始原料,采用高溫固相法綠色(制備過(guò)程中沒(méi)有氨氣的產(chǎn)生)合成了碳包覆的磷酸鐵鋰材料。根據(jù)不同的原料配方,分別優(yōu)化了其實(shí)驗(yàn)工藝參數(shù):燒結(jié)溫度、燒結(jié)時(shí)間、碳包覆量等。通過(guò)XRD、SEM等手段對(duì)材料進(jìn)行表征,利用LAND測(cè)試儀、電化學(xué)工作站對(duì)材料所裝配電池的電化學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試...

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 鋰離子電池的發(fā)展
    1.2 鋰離子電池的原理
    1.3 鋰離子電池正極材料的發(fā)展
        1.3.1 鈷酸鋰正極材料
        1.3.2 錳酸鋰正極材料
        1.3.3 磷酸鐵鋰正極材料
    1.4 正極材料磷酸鐵鋰的研究進(jìn)展
        1.4.1 LiFePO₄正極材的合成方法
            1.4.1.1 高溫固相法
            1.4.1.2 水熱法
            1.4.1.3 溶膠凝膠法
    1.5 本文的研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)條件和測(cè)試方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)用的設(shè)備及原料
    2.2 材料的微觀表征方法
        2.2.1 X射線衍射分析
        2.2.2 掃描電子顯微鏡(SEM)分析
        2.2.3 激光粒度分布儀
    2.3 材料的電化學(xué)性能測(cè)試
        2.3.1 制作模擬電池
        2.3.2 電池的電化學(xué)性能測(cè)試
            2.3.2.1 充放電循環(huán)測(cè)試
            2.3.2.2 循環(huán)伏安測(cè)試
            2.3.2.3 交流阻抗測(cè)試
第三章 以磷酸鐵(FePO₄)制備碳包覆磷酸鐵鋰
    3.1 以磷酸鐵(FePO₄)為起始原料制備LiFePO₄/C
    3.2 碳源對(duì)電化學(xué)性能的影響
        3.2.1 不同碳源包覆的材料的XRD表征
        3.2.2 不同碳源包覆的材料的電化學(xué)性能
    3.3 碳包覆量對(duì)材料電化學(xué)性能的影響
        3.3.1 碳包覆量對(duì)材料微觀形貌的影響
        3.3.2 不同碳包覆量對(duì)電化學(xué)性能的影響
    3.4 燒結(jié)溫度的影響
        3.4.1 不同燒結(jié)溫度合成材料的SEM分析
        3.4.2 燒結(jié)溫度對(duì)材料的電化學(xué)性能的影響
    3.5 燒結(jié)時(shí)間的影響
    3.6 前驅(qū)體壓塊對(duì)材料電化學(xué)性能的影響
        3.6.1 SEM分析
        3.6.2 電化學(xué)性能測(cè)試
    3.7 過(guò)量鋰對(duì)材料電化學(xué)性能的影響
    3.8 小結(jié)
第四章 以磷酸二氫鋰合成LiFePO₄/C
    4.1 鐵源對(duì)合成材料的電化學(xué)影響
        4.1.1 不同鐵源合成材料的XRD
        4.1.2 不同鐵源合成材料的電化學(xué)性能
    4.2 燒結(jié)溫度對(duì)材料電化學(xué)性能的影響
    4.3 碳包覆工藝對(duì)材料性能的影響
        4.3.1 碳源的影響
        4.3.2 二次包覆對(duì)電化學(xué)性能的影響
            4.3.2.1 二次碳包覆工藝流程
            4.3.2.2 不同二次碳包覆量對(duì)材料電化學(xué)性能的影響
    4.4 以磷酸二氫鋰制備碳包覆LiFePO₄-Li3_V
2(PO₄)₃ 復(fù)合材料
        4.4.1 xLiFePO₄-(1-x)Li₃V₂(PO₄)₃ 復(fù)合材料的合成
        4.4.2 不同比例的xLiFePO₄-(1-x)Li₃V₂(PO₄)₃ 復(fù)合材料的XRD分析
        4.4.3 xLiFePO₄-(1-x)Li₃V₂(PO₄)₃ 復(fù)合材料的SEM分析
        4.4.4 不同比例的xLiFePO₄-(1-x)Li₃V₂(PO₄)₃ 復(fù)合材料的電化學(xué)性能
    4.5 小結(jié)
第五章 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
碩士期間取得的研究成果



本文編號(hào)：3875491