【摘 要】
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橄榄石结构LiMPO4是最有希望实现大功率应用的锂离子电池正极材料,本论文在综述LiMPO4正极材料研究现状的基础上,在溶剂热系统中引入P123和氧化石墨烯GO,辅助溶剂热制备了充
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橄榄石结构LiMPO4是最有希望实现大功率应用的锂离子电池正极材料,本论文在综述LiMPO4正极材料研究现状的基础上,在溶剂热系统中引入P123和氧化石墨烯GO,辅助溶剂热制备了充分覆碳,电化学性能优良的LiFePO4、 LiMnPO4锂离子电池正极材料,取得了以下主要成果：(1)利用P123辅助水／乙二醇溶剂热法,成功地制备出了纳米晶无间隙聚集而成的LiFePO4纳米颗粒。吸附的P123使得所合成的LiFePO4纳米颗粒表面及聚集的纳米晶界充分覆碳,表现出优异的充放电性能和倍率性能,0.1 C的首次充、放电比容量分别为162.95 mAh/g,153.12 mAh/g,高倍率10C的放电容量达到127.60 mAh/g,是0.1C充放电容量的78%。(2)利用GO辅助乙二醇溶剂热法,成功地制备出了纳米片自组装的花状LiMnPO4/GO复合纳米结构。由于GO在纳米片表面的吸附,自组装单元呈翘曲状,彼此之间保持有较大的间隙。吸附于自组装基元纳米片表面的GO碳化后,获得了纳米片表面充分碳包覆的花状LiMnPO4/C复合正极材料,表现出优异的电化学性能,0.05C的首次放电容量达到101.8mAh/g,远优于没有引入GO合成的LiMnPO4花状纳米结构的首次充放电容量69.16 mAh/g。(3)在乙二醇溶剂热系统中引入KOH矿化剂,有效促进了LiMnPO4的形核,使得所合成的LiMnPO4晶粒减小。在较高的KOH浓度下,所合成的纳米晶自组装形成LiMnPO4椭球状类单晶纳米颗粒,由于缩短了Li离子脱嵌的路径,表现出了较好的电化学性能,0.1C下首次充、放电比容量分别为58.53mAh/g, 55.09 mAh/g。
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