LiFePO4/C的合成、表征及电化学性能研究

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用固相合成法制备了磷酸亚铁锂。测试表明该材料在3.4V附近有平稳的放电平台,良好的循环性能。600℃合成的样品第10个循环的放电容量为100mAh/g,放电电流密度0.05mA/cm~2。 合成了油酸锂(OA-Li)、肉桂酸锂(CA-Li)和聚丙烯酸锂(PAA-Li),进而合成了磷酸亚铁锂/碳;由OA-Li和CA-Li合成的样品放电容量明显低于由PAA-Li合成的样品;原料中LiOH与PAA-Li的摩尔比为1∶3的样品第10个循环的放电容量为161mAh/g,放电电流密度0.04mA/cm~2。以表面活性剂OP为碳源合成了磷酸亚铁锂/碳;原料中OP含量为22.5%(wt%),于625℃合成的样品第10个循环的放电容量为160mAh/g,放电电流密度0.05mA/cm~2。以上两种合成方法尚未见报道。 XRD证实所有样品的主要晶相是橄榄石相的磷酸亚铁锂。550℃及以下合成的样品中有杂相,700℃合成的样品晶粒度过大,这都使放电容量降低。还使用FT-IR、SEM和原子吸收分光光度法表征样品。 经充放电测试及XRD分析发现由原料生成的碳和制备电极时添加的炭黑有不同结构,对电极性能的影响也不同。通过X射线能谱随机测量发现样品中铁磷分布是不均匀的,初步讨论此不均匀性对样品的成因及可能引起的容量损失。使用Brook的理论半定量地讨论了OP在实验温度范围对晶粒增长的抑制作用。还发现OP影响了合成反应的动力学,但具体的作用机制还需进一步研究。这四方面的研究尚未见报道。
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