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橄榄石结构的硅酸亚铁(Fe2SiO4)是一种发展潜力较大的负极材料,其原材料丰富,价格低廉。橄榄石结构的硅酸亚铁锂(Li2FeSiO4)是近几年研究热门的一种锂离子电池正极材料,具有较高的理论比容量(333 mAh/g)、成本低、结构稳定等优点。本论文通过高温固相法合成了Fe2-xAlxSiO4@C(x=0,0.02,0.06)负极材料、Fe2±xSiO4@C(x=0,0.2,0.4)负极材料和Li2FeSiO4@C正极材料,考察不同的合成条件对材料的结构、形貌以及电化学性能的影响规律。采用三种不同的有机碳源(蔗糖、柠檬酸和柠檬酸铵),通过高温固相法制备三种碳负极材料,并对这三种碳负极材料的电化学性能进行了研究。研究结果表明:以柠檬酸铵为碳源制备的碳负极材料具有优异的电化学性能。确定了柠檬酸铵为包覆碳源后,在此基础上,采用固相法以纳米SiO2(30±5 nm)、FeC2O4·2H2O、Al2O3和(NH4)3 C6H5O7为主要原料制备Fe2-xAlxSiO4@C(x=0,0.02,0.06)负极材料。主要考察了掺铝量对Fe2-xAlxSiO4@C负极材料的电化学性能影响。结果表明:未掺Al的Fe2SiO4@C负极材料具有较高的容量保持率、良好的倍率性能、优异的循环稳定性和最小的电荷转移电阻和Warburg电阻(Zw)。随着掺Al含量的渐渐增大(x的值增大),Fe2-xAlxSiO4@C负极材料的容量保持率逐渐降低、不同倍率下的放电比容量逐渐减小,电荷转移电阻和Warburg电阻(Z w)逐渐增大。通过高温固相法制备不同铁含量的Fe2±xSiO4@C(x=0,0.2,0.4)的负极材料,分别从低铁含量(贫铁)和高铁含量(富铁)两个方面研究了铁含量对Fe2±xSiO4@C负极材料结构形貌以及电化学性能的影响规律。研究结果表明铁含量对Fe2±xSiO4@C负极材料的电化学性能影响较大。XRD分析表明富铁含量的Fe2.2SiO4@C和Fe2.4SiO4@C两个样品的XRD谱图中出现微弱的Fe杂质峰,低铁含量下Fe2-xSiO4@C材料的XRD谱图中没有发现明显的Fe杂质峰。SEM分析表明低铁含量样品Fe1.6SiO4@C的颗粒尺寸最大,而Fe2SiO4@C样品的颗粒尺寸最小且比较均匀。电化学性能测试表明Fe2SiO4@C样品具有良好循环性能,同时电荷转移电阻和Warburg电阻最小采用两种不同的铁源(FeC204·2H20和C6H507Fe·5H2O),通过高温固相法均合成Li2FeSiO4@C锂离子电池正极材料。主要考察了两种铁源对Li2FeSiO4@C正极材料结构、形貌及电化学性能的影响。研究结果表明,铁源对Li2FeSiO4@C正极材料的结构和性能影响很大。XRD分析表明LFS-1样品具有较高的结晶度,LFS-1和LFS-2两个样品的XRD谱图均发现Fe3O4杂质峰,不同的是LFS-2样品中Fe3O4杂质峰含量较高。SEM分析得出LFS-2样品的纳米颗粒平均粒径较小。电化学性能测试表明LFS-2样品拥有良好的电化学性能。