锂离子电池正极材料过渡金属磷酸盐的设计、制备与改性研究
锂离子电池因具有能量密度高、自放电率低、循环寿命长、绿色环保等优点,已经广泛应用于各种小型便携式设备中,并正在向更大的动力电源方向发展。提高电池的电化学性能和降低成本是目前锂离子电池发展的主要方向,而正极材料在电池成本中占有很大比重,所以对正极材料进行改性研究显得尤为重要。
在本论文中,主要对锂离子电池正极材料过渡金属磷酸盐的设计、制备及改性进行了研究,主要包括以下几方面：1.采用水热法合成LiFePO4纳米粒子,然后通过后期热处理对其进行碳包覆和铜离子掺杂。X射线衍射、透射电镜和扫描电镜(附能量色散谱仪)表明包覆的碳和掺杂的铜离子均匀地分布在平均粒径约为400nm的橄榄石晶型结构的LiFePO4纳米粒子中。
通过循环伏安、交流阻抗和恒流充放电对材料进行电化学测试。研究表明,包覆碳和掺杂铜离子的LiFePO4纳米粒子具有更高的电导率(2.05×10-3S cm-1),在50mAg-1的电流密度下首次放电比容量为158mAh g-1,经50次循环后仍能保持96.4%的容量保持率,其电荷迁移电阻(79.4Ω)较小,电极反应可逆性良好。 ...