论文部分内容阅读
锂离子电池以其工作电压高、能量密度大、对环境污染小等优点，成为目前新能源领域的研究热点，广泛应用于各种便携式电子产品和电动工具等领域。由于环境污染和能源匮乏的压力，现有锂离子电池正极材料已不能满足现代社会的需要，LiFePO4由于具有价廉、资源丰富，且对环境友好、结构稳定、安全性能好等优点，成为21世纪理想的绿色电源材料。但LiFePO4同时也存在着电子导电率低和离子扩散速率低的致命缺点，制约着其发展。因此解决这些问题对LiFePO4正极材料在锂离子电池中的应用具有重要的意义。本文探讨了制备LiFePO4的新方法，并从表面改性入手改善LiFePO4与固体电解质相界面性质，从而提高其性能，得到如下结果：
探讨了LiFePO4制备新方法。结合高温固相法和碳热还原两种方法，采用价廉的FeSO4·7H2O等原料制备出LiFePO4，用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、循环伏安(CV)、电化学交流阻抗(EIS)等方法表征了制备样品的性质。
提出水基溶剂制备锂离子电池LiFePO4正极改善界面性质的新方法。以水为溶剂，以聚丙烯酸(PAA)为粘结剂制备LiFePO4电极，对其电池性能进行测试，并与传统方法有机溶剂N—甲基吡咯烷酮(NMP)、粘结剂聚偏二氟乙烯(PVDF)制备的电极对比。结果表明：水基制浆成膜新技术提高了电池的性能，包括电极极化效应、固体电解质相界面电阻和电荷迁移电阻减小、而可逆性、充放电容量和锂离子嵌脱循环稳定性得以提高。
提出使用正极添加剂改善LiFePO4正极界面性质的新方法。用亲水性物质丙烯酰胺(AM)和亲油性物质醋酸乙烯酯(VAc)作添加剂，制备LiFePO4正极，采用循环伏安法(CV)、充放电循环、电化学阻抗谱(EIS)等方法对其性能进行研究。相对于传统的LiFePO4电极，添加AM和VAc的电池性能在以下方面有了明显的改进：可逆性提高；固体电解质界面的电阻减小；容量以及循环稳定性提高。