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橄榄石型LiFePO4材料具有循环性能好、结构稳定、价格低廉、安全等优势,然而,其大倍率放电性能、高低温性能等表现不佳。本文以不同类型石墨烯作导电剂,研究了影响掺杂磷酸铁锂超高电流充放电性能的关键因素。采用充放电测试实验、循环伏安测试、交流阻抗谱、X射线衍射分析、扫描电镜等先进技术,研究了样品的制备方法、结构、表面性能的关系,主要内容如下:1.研究了乙炔黑、粘结剂、处理石墨烯比例对掺钛磷酸铁锂正极材料电化学性能的影响。研究表明,当掺钛磷酸铁锂、PVDF粘结剂、处理石墨烯和乙炔黑质量比为0.425:0.15:0.0065:0.01,可以制得掺钛磷酸铁锂/石墨烯优选样。在50C倍率电流下,该掺钛磷酸铁锂/石墨烯优选样第1和第40循环放电容量分别为129.4 mAh/g和132.9mAh/g,40循环的容量保持率为102.7%。在高温55℃下,该优选样第1循环放电容量分别为152.4mAh/g(0.2C倍率电流)和142.8mAh/g(100C倍率电流)。高温和常温下表现出优秀的大倍率电流的充放电性能。2.研究了乙炔黑、粘结剂、处理石墨烯、掺硼磷酸铁锂配比对正极电化学性能的影响。结果表明,当掺硼磷酸铁锂、PVDF粘结剂、处理石墨烯和乙炔黑质量比为0.425:0.15:0.0085:0.01,可以制得掺硼磷酸铁锂/石墨烯优选样。该优选样具有橄榄石型结构和较低的电荷传递阻抗。在不同放电电流下,该优选样品的第1循环放电容量分别为145.0mAh/g(0.2C倍率电流)和120.8mAh/g(100C倍率电流)。在高温55℃下,该优选样品在不同放电倍率下第1循环的放电容量分别为146.5mAh/g(0.2C倍率电流)和139.2mAh/g(100C倍率电流)。在常温和高温下,该优选样表现出优秀的大倍率电流的放电性能和循环性能。3.研究了乙炔黑、粘结剂、有机/无机石墨烯对掺硼磷酸铁锂正极材料电化学性能的影响。研究表明,当掺硼样品和有机/无机复合石墨烯以质量比3:5混合,在400℃烧结,可制得LiFePO4/石墨烯复合优选样。样品颗粒间隙和表面覆盖着导电石墨烯,部分石墨烯发生卷曲、缠绕形成类似碳纳米管的导电体,利于增强样品颗粒间的导电性。在200C倍率电流下,第1循环的放电容量为122.3mAh/g,库仑效率为84.3%,第40循环的放电容量为128.4mAh/g。40循环的容量保持率为105.0%,在高温(55℃)环境下,该样品第1循环的放电容量分别为150.3mAh/g(0.2C倍率电流)和116.5mAh/g(100C倍率电流)。在低温(-22℃)下,该样品在2C倍率电流下第1循环的放电容量为91.5mAh/g,库伦效率为81.6%;第40循环放电容量为71.4mAh/g,40循环的容量保持率为78.0%。表现出优秀的高温、常温和低温大电流充放电性能。