论文部分内容阅读
橄榄石结构的LiFePO4因成本低、环境友好、良好的热稳定性和循环性,可被应用在电动汽车(EVs)、混合电动汽车(HEVs)和大功率电源中；然而LiFePO4的低电子导电性、低Li+扩散系数和体积能量密度低是制约其工业化应用的主要原因。因此,本文通过掺杂改性以及对形貌的控制,制备性能优良和特定微纳结构的LiFePO4。以Fe2O3、LiH2PO4为原料,葡萄糖为有机碳源,通过掺V和掺Ti高温固相合成碳包覆复合改性的LiFe1-xVxPO4/C、Li1-§FeyTixPO4/C和LiFe1-§TiyxPO4材料,通过XRD、XPS、SEM以及电化学性能测试等分析手段对合成材料的结构、形貌以及电化学性能进行了考察。研究结果表明：V以V5+的形态掺入到晶格中,没有改变Fe的价态,且掺V量为5%时合成的LiFe0.95V0.05PO4/C材料性能最佳,在O.1C、1C和2C时的放电比容量分别为153、146.5和135.3mAh·g-1;Ti掺在铁位的性能优于掺杂在锂位,LiFe0.98Ti0.02PO4材料在O.1C、1C和2C时的放电比容量分别为151.9、142.9和132.8mAh·g-1; V和Ti双掺杂制备的LiFe1-§TiyVxPO4材料都没有V和Ti单独掺杂样品的性能好；通过对LiFe0.98Ti0.02PO4/C材料的进行放大实验,所制备材料在O.1C、1C充放电倍率下的首次放电比容量分别为150.7和140.5mAh·g-1。以FeSO4·7H2O和LiH2PO4为原料,在乙二醇-水体系中通过表面活性剂的辅助作用合成具有特定微纳结构的LiFePO4,结合产物的XRD、SEM以及TEM表征,考察了乙二醇比例、反应温度以及反应时间等合成条件对产物结构以及形貌的影响。研究结果表明：在95%乙二醇含量的乙二醇-水体系中230℃温度下保温12h合成产物的形貌为薄片聚集组装而成的具有对偶性球型颗粒,产物的球型度非常完整,薄片的厚度在纳米级别,长度在8μm左右,并且薄片为多孔结构,且沿着(010)晶面取向性生长。合成的LiFePO4材料在O.1C和1C倍率下的首次放电比容量分别为123.4mAh·g-1和97.7mAh·g-1。