论文部分内容阅读
与锂离子电池的其他正极材料相比，橄榄石结构的LiFePO4具有理论容量高（170mAh·g-1）、循环性能优良、热稳定性好、原料来源广泛、无环境污染等优点，使其成为最具开发和应用潜力的新一代锂离子电池正极材料之一。
但是LiFePO4存在的问题阻碍了其实用化过程：
1）低电导率和低Li+扩散系数以及由此而产生的可逆容量瓶颈和首次不可逆容量损失。因此，急需提高LiFePO4的导电能力而改善电池的充放电性能。
2）合成过程中LiFePO4的纯度控制困难，因为杂质对电化学性能有不良影响。因此需要开发一种能同时获得高纯度、高电导率、颗粒细小且均匀的LiFePO4的合成方法。
本文选择橄榄石型LiFePO4作为锂离子电池正极材料，通过采用新颖的LiFePO4合成方法，优化合成工艺条件，从而改善LiFePO4的电化学性能。主要研究内容如下：
开发了一种新的还原插锂法合成LiFePO4/C复合材料的方法。该方法采用抗坏血酸为还原剂，在乙醇相中将FePO4中的三价铁还原成二价铁,同时化学插锂生成不溶于乙醇的无定形态LiFePO4沉淀，通过烧结可以得到结晶良好，电化学性能优良的晶态LiFePO4，该方法具有经济环保，产物纯净的特点。重点讨论了烧结温度、烧结条件对LiFePO4/C复合材料物理和电化学性能的影响。
采用HEDP-络合溶胶凝胶法制备LiFePO4/C复合材料。以价格低廉的羟基乙叉二膦酸（HEDP）为Fe3+的螯合剂和磷源，即将Li+、Fe3+、PO43-三离子固定于同一分子上，因而在溶液中三者可达到真正意义上的分子级水平混合。同时利用HEDP与醇的酯化反应，可使碳均匀包覆LiFePO4材料。此方法具有成本低、操作易行的特点。重点讨论了烧结温度、烧结条件对LiFePO4/C复合材料物理和电化学性能的影响。