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本论文包括橄榄石型磷酸盐的形貌可控的液相法合成以及新型高电压氟化硫酸盐正极材料的研究。
对于橄榄石型锂离子电池正极材料LiFePO4，减小颗粒尺寸可以缩短Li+在材料内的扩散路径，有效地改善材料的电化学表现，但是单纯地减小尺寸会带来降低振实密度等一系列的缺点，因此设计合理的微结构对于LiFePO4的应用具有重要意义。通过对液相法合成LiFePO4的尝试，成功地实现了若干LiFePO4纳米结构的形貌可控的合成。发现通过调节水热/溶剂热反应的条件，可以得到不同成分，结晶择优取向和纳微结构的LiFePO4材料。分析了溶剂热反应中不同pH值下合成的产物成分及其形成原因，并通过原位采样的方法分析了反应的过程和蝴蝶结形纳微复合颗粒形成的过程，根据不同合成时间样品的成分和形貌提出了自组装的颗粒形成机制。通过一种超声辅助的溶剂热方法，得到了以CNT为核心的LiFePO4/C纳微复合结构材料，在1/10C下实现了163mAh/g的容量，在10C下仍能保持104mAh/g。
通过一系列聚阴离子型新材料合成的探索，成功通过固相法首次制备了单斜晶系的LiFeSO4F材料，与三斜晶系的LiFeSO4F相比，不需要稀有的溶剂和复杂的过程即可合成，并且具有更高的电压(3.9V vs3.6V)，提高了材料的能量密度。通过对合成过程的探索，对该反应机制有了初步的理解。非原位的XRD结果显示其脱锂机制为两相反应，XAS谱显示在充电过程中Fe从二价变为三价，GITT的结果显示该材料极化较大，放电电位为3.9V。通过制备CNT/β-LiFeSO4F复合材料，在1/20C得到了70％的理论容量(105mAh/g)。