LiFePO 4 /C正极材料的磁性及其对电化学性能的影响

发布时间：2021-09-17 14:16

　　聚阴离子型锂离子正极材料磷酸铁锂在动力电池领域有着优异的热稳定性、安全性与电化学性能。但在磷酸铁锂材料制备过程中不可避免地存在含铁的磁性杂质及其它氧化物等,如何抑制和检测诸如γ-Fe203、Fe2P磁性杂质从而提高磷酸铁锂的电化学性能成为热点问题。本论文运用固相法和水热法制备LiFePO4/C颗粒,重点研究材料制备过程中产生的磁性杂质及其对电化学性能的影响,主要内容如下:（1）采用高温固相法制备纯相LiFeP04、碳包覆的LiFe1-xMnxPO4（x=0.0、0.1、0.3、0.5）。实验结果表明,未掺杂与掺杂的样品均没有明显的杂相,且都是橄榄石结构;在 100K、200K、300K下,纯相LiFePO4、碳包覆LiFei-xMnxPO4（x=0.0、0.1、0.3、0.5）、商业化的正极材料碳包覆磷酸铁锂六个样品都具有弱铁磁性,且磁性强度不同;所有样品都存在三价铁离子,其对应于γ-Fe203;LiFeP04的电化学特性与引入的γ-Fe2O3杂质有密切的关系;磁测量和XPS谱可以敏感地检测出γ-Fe203杂质的存在,它们提供了两种检测磷酸铁锂正极材料质量的有效技术。（2）采用高温固相... 

【文章来源】：福建师范大学福建省

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２橄榄石型磷酸铁锂结构图??

?ＦｅＰ〇４??１??图１．３磷酸铁锂结构图［２６］??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｌｉｔｈｉｕｍ?ｉｒｏｎ?ｐｈｏｓｐｈａｔｅ??Ｐ０４的存在，确保了?Ｌｉ＋能在一个较为稳定的晶体结构中嵌入／脱出，循环多??次后结构不容易坍塌，从而使ＬｉＦｅＰＣＵ具有良好的循环性能和安全性能［２７＿２８］。??１．３．３磷酸铁锂充放电过程中电化学反应模型??１．界面迁移模型??Ｐａｄｈｉ等［１５］认为磷酸铁锂脱嵌过程是一个两相界面（ＦｅＰＯＶＬｉＦｅＰＣＵ界面）变化??过程。充电时，Ｌｉ＋迁出，ＬｉＦｅＰ０４变成ＦｅＰＣＵ，相界一点点向核中心推进，??錄??二，二?Ｘ－，，??翁?Ｕ?，??图１．４磷酸铁锂充放电过程中界面变化示意图??Ｆｉｇ．?１．４?Ａ?ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｉｎｔｅｒｆａｃｅ?ｃｈａｎｇｅ?ｄｕ

二?Ｘ－，，??翁?Ｕ?，??图１．４磷酸铁锂充放电过程中界面变化示意图??Ｆｉｇ．?１．４?Ａ?ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｉｎｔｅｒｆａｃｅ?ｃｈａｎｇｅ?ｄｕｒｉｎｇ?ｔｈｅ?ｃｈａｒｇｅ?ａｎｄ?ｄｉｓｃｈａｒｇｅ?ｏｆ??ｆｅｉＴｏｌｉｔｈｉｕｍ?ｐｈｏｓｐｈａｔｅ??－６－??

【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池正极材料磷酸锰锂研究进展[J]. 万洋,郑荞佶,赁敦敏.  化学学报. 2014(05)
[2]锂离子电池正极三元材料的研究进展及应用[J]. 蔡少伟.  电源技术. 2013(06)
[3]LiFePO4锂电池正极材料的共碳包覆和Mn掺杂的改性[J]. 蔡锐,王月芳,邵宗平.  南京工业大学学报(自然科学版). 2012(06)
[4]功率型LiFePO4锂离子电池正极材料的设计与制备研究进展[J]. 朱敏,盘毅,郑春满.  材料导报. 2012(17)
[5]磷酸铁锂电池性能与应用研究[J]. 张嵩,丁广乾,胡铁军,高洪雨.  山东电力技术. 2012(03)
[6]锂离子电池正极材料磷酸铁锂研究进展[J]. 冯国彪,邓宏.  无机盐工业. 2011(03)
[7]锂离子电池正极材料Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2的合成及电化学性能研究[J]. 杜柯,周伟瑛,胡国荣,彭忠东,蒋庆来.  化学学报. 2010(14)
[8]锂离子电池正极材料LiMPO4的研究进展[J]. 倪江锋,苏光耀,周恒辉,陈继涛.  化学进展. 2004(04)

硕士论文
[1]固相法磷酸锰锂制备及性能研究[D]. 程蕊.河北工业大学 2015
[2]锂离子电池正极材料LiMnPO4的合成及其改性研究[D]. 张龙飞.苏州大学 2014
[3]固相法合成LiMPO4（M=Fe, Mn）正极材料及其改性研究[D]. 陈威.中南大学 2012



本文编号：3398897