锂离子电池正极材料LiFePO 4 /C的制备及电化学性能研究
发布时间：2021-07-11 10:08
分别以葡萄糖和柠檬酸为碳源,通过碳热还原法合成橄榄石结构的LiFePO4/C正极材料。采用X射线衍射（XRD）及透射电子显微镜（TEM）对产物的结构表面和微观形貌进行了分析,通过恒流充放电以及交流阻抗谱（EIS）表征了产物的电化学性能,探讨了产物容量衰减的原因。结果表明:以葡萄糖为碳源的产物结晶度好,晶粒尺寸小。恒流充放电测试显示其具有更好的电化学性能:0.2 C倍率下首次放电比容量为140.2 m Ah/g,循环50次后基本无衰减;1 C的首次放电比容量也达到了120.5 m Ah/g。此外,在高倍率充放电过程中,交流阻抗谱显示LiFePO4/C的扩散系数减小,约为1.798×10-12cm2/s。
【文章来源】：西安理工大学学报. 2016,32(01)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
不同碳源制备出LiFePO4/C的XRD图谱
而提升其电化学性能。2．3电化学性能图3为不同碳源制备的LiFePO4/C的首次充放电曲线及其循环-比容量曲线(0．2C)。采用C6H12O6(葡萄糖)为碳源的产物首次放电比容量为140．2mAh/g，循环50次后比容量仍为137．2mAh/g，容量保持率为98．1%，基本没有衰减;采用C6H8O7(柠檬酸)为碳源的产物首次放电比容量为131．8mAh/g，循环50次后比容量为128mAh/g，容量保持率为97．1%。由于葡萄糖比柠檬酸的分子量大，所以其碳化产物多［12］，能够更加完整的包覆在LiFePO4表面，提高其电化学性能。图30．2C倍率下不同碳源制备的LiFePO4/C的首次充放电和循环-比容量曲线Fig．3Charge-dischargeandrateperformancecurvesoftheLiFePO4/Cusingdifferentcarbonsourcesat0．2C图4为高倍率1C下，不同碳源产物的首次充放电曲线和其循环-比容量曲线。图41C倍率下不同碳源制备的LiFePO4/C的首次充放电和循环-比容量曲线Fig．4Charge-dischargeandrateperformancecurvesoftheLiFePO4/Cusingdifferentcarbonsourcesat1C使用C6H12O6(葡萄糖)为碳源的产物的首次放电比容量为120．5mAh/g，循环50次后比容量为114mAh/g，保持率为94．6%。使用C6H8O7(柠檬酸)为碳源的产物的首次放电比容量为105mAh/g，循环50次后比容量为103．2mAh/g，容量保持率为98．2%。两种产物在较高倍率下均有良好的容量保持率。2．4磷酸铁锂高倍率容量衰减图5是碳源为C6H12O6(葡萄糖)的产物在2C倍率下循环100次的循环-放电比容量曲线。产物的首次放电比容量为72mAh/g，经过100次循环后仅为30．2mAh/g，减少了57．1%。产物在高倍率下的容量存在大幅度的衰减。之后，将电池静置48h，再于2C倍率
?久挥兴ゼ?采用C6H8O7(柠檬酸)为碳源的产物首次放电比容量为131．8mAh/g，循环50次后比容量为128mAh/g，容量保持率为97．1%。由于葡萄糖比柠檬酸的分子量大，所以其碳化产物多［12］，能够更加完整的包覆在LiFePO4表面，提高其电化学性能。图30．2C倍率下不同碳源制备的LiFePO4/C的首次充放电和循环-比容量曲线Fig．3Charge-dischargeandrateperformancecurvesoftheLiFePO4/Cusingdifferentcarbonsourcesat0．2C图4为高倍率1C下，不同碳源产物的首次充放电曲线和其循环-比容量曲线。图41C倍率下不同碳源制备的LiFePO4/C的首次充放电和循环-比容量曲线Fig．4Charge-dischargeandrateperformancecurvesoftheLiFePO4/Cusingdifferentcarbonsourcesat1C使用C6H12O6(葡萄糖)为碳源的产物的首次放电比容量为120．5mAh/g，循环50次后比容量为114mAh/g，保持率为94．6%。使用C6H8O7(柠檬酸)为碳源的产物的首次放电比容量为105mAh/g，循环50次后比容量为103．2mAh/g，容量保持率为98．2%。两种产物在较高倍率下均有良好的容量保持率。2．4磷酸铁锂高倍率容量衰减图5是碳源为C6H12O6(葡萄糖)的产物在2C倍率下循环100次的循环-放电比容量曲线。产物的首次放电比容量为72mAh/g，经过100次循环后仅为30．2mAh/g，减少了57．1%。产物在高倍率下的容量存在大幅度的衰减。之后，将电池静置48h，再于2C倍率下循环50次，由图5可以看出，其容量由56mAh/g降低到29mAh/g，电池的容量局部恢复后又急剧衰减。为了验证电池容量的恢复性，我们将电池再于0．2C倍率下测试，循环20次后其容量为110mAh/g，较电池在0．2C倍率下直接循环的容量低30mAh/g。因此，可以确定电池
【参考文献】：
期刊论文
[1]水热法合成掺杂氮多孔碳及其超级电容特性[J]. 杨蓉,邓坤发,王黎晴,吕梦妮,姚秉华. 西安理工大学学报. 2015(02)
[2]用不同碳源对LiFePO4的碳包覆改性[J]. 曹小卫,张俊喜,颜立成,宋启云,李雪. 材料研究学报. 2009(04)
[3]熔炼铀和铀合金用涂层研究进展[J]. 刘永胜,成来飞,张立同,徐永东,张显. 稀有金属材料与工程. 2005(11)
硕士论文
[1]以Fe2O3为原料通过碳热还原制备LiFePO4/C正极材料的研究[D]. 戎葆华.南京大学 2013
本文编号：3277884
【文章来源】：西安理工大学学报. 2016,32(01)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
不同碳源制备出LiFePO4/C的XRD图谱
而提升其电化学性能。2．3电化学性能图3为不同碳源制备的LiFePO4/C的首次充放电曲线及其循环-比容量曲线(0．2C)。采用C6H12O6(葡萄糖)为碳源的产物首次放电比容量为140．2mAh/g，循环50次后比容量仍为137．2mAh/g，容量保持率为98．1%，基本没有衰减;采用C6H8O7(柠檬酸)为碳源的产物首次放电比容量为131．8mAh/g，循环50次后比容量为128mAh/g，容量保持率为97．1%。由于葡萄糖比柠檬酸的分子量大，所以其碳化产物多［12］，能够更加完整的包覆在LiFePO4表面，提高其电化学性能。图30．2C倍率下不同碳源制备的LiFePO4/C的首次充放电和循环-比容量曲线Fig．3Charge-dischargeandrateperformancecurvesoftheLiFePO4/Cusingdifferentcarbonsourcesat0．2C图4为高倍率1C下，不同碳源产物的首次充放电曲线和其循环-比容量曲线。图41C倍率下不同碳源制备的LiFePO4/C的首次充放电和循环-比容量曲线Fig．4Charge-dischargeandrateperformancecurvesoftheLiFePO4/Cusingdifferentcarbonsourcesat1C使用C6H12O6(葡萄糖)为碳源的产物的首次放电比容量为120．5mAh/g，循环50次后比容量为114mAh/g，保持率为94．6%。使用C6H8O7(柠檬酸)为碳源的产物的首次放电比容量为105mAh/g，循环50次后比容量为103．2mAh/g，容量保持率为98．2%。两种产物在较高倍率下均有良好的容量保持率。2．4磷酸铁锂高倍率容量衰减图5是碳源为C6H12O6(葡萄糖)的产物在2C倍率下循环100次的循环-放电比容量曲线。产物的首次放电比容量为72mAh/g，经过100次循环后仅为30．2mAh/g，减少了57．1%。产物在高倍率下的容量存在大幅度的衰减。之后，将电池静置48h，再于2C倍率
?久挥兴ゼ?采用C6H8O7(柠檬酸)为碳源的产物首次放电比容量为131．8mAh/g，循环50次后比容量为128mAh/g，容量保持率为97．1%。由于葡萄糖比柠檬酸的分子量大，所以其碳化产物多［12］，能够更加完整的包覆在LiFePO4表面，提高其电化学性能。图30．2C倍率下不同碳源制备的LiFePO4/C的首次充放电和循环-比容量曲线Fig．3Charge-dischargeandrateperformancecurvesoftheLiFePO4/Cusingdifferentcarbonsourcesat0．2C图4为高倍率1C下，不同碳源产物的首次充放电曲线和其循环-比容量曲线。图41C倍率下不同碳源制备的LiFePO4/C的首次充放电和循环-比容量曲线Fig．4Charge-dischargeandrateperformancecurvesoftheLiFePO4/Cusingdifferentcarbonsourcesat1C使用C6H12O6(葡萄糖)为碳源的产物的首次放电比容量为120．5mAh/g，循环50次后比容量为114mAh/g，保持率为94．6%。使用C6H8O7(柠檬酸)为碳源的产物的首次放电比容量为105mAh/g，循环50次后比容量为103．2mAh/g，容量保持率为98．2%。两种产物在较高倍率下均有良好的容量保持率。2．4磷酸铁锂高倍率容量衰减图5是碳源为C6H12O6(葡萄糖)的产物在2C倍率下循环100次的循环-放电比容量曲线。产物的首次放电比容量为72mAh/g，经过100次循环后仅为30．2mAh/g，减少了57．1%。产物在高倍率下的容量存在大幅度的衰减。之后，将电池静置48h，再于2C倍率下循环50次，由图5可以看出，其容量由56mAh/g降低到29mAh/g，电池的容量局部恢复后又急剧衰减。为了验证电池容量的恢复性，我们将电池再于0．2C倍率下测试，循环20次后其容量为110mAh/g，较电池在0．2C倍率下直接循环的容量低30mAh/g。因此，可以确定电池
【参考文献】：
期刊论文
[1]水热法合成掺杂氮多孔碳及其超级电容特性[J]. 杨蓉,邓坤发,王黎晴,吕梦妮,姚秉华. 西安理工大学学报. 2015(02)
[2]用不同碳源对LiFePO4的碳包覆改性[J]. 曹小卫,张俊喜,颜立成,宋启云,李雪. 材料研究学报. 2009(04)
[3]熔炼铀和铀合金用涂层研究进展[J]. 刘永胜,成来飞,张立同,徐永东,张显. 稀有金属材料与工程. 2005(11)
硕士论文
[1]以Fe2O3为原料通过碳热还原制备LiFePO4/C正极材料的研究[D]. 戎葆华.南京大学 2013
本文编号：3277884
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