具有多孔碳层的LiFePO 4 /C正极材料的制备及电化学性能研究

发布时间：2022-01-03 00:27

　　随着环境污染和雾霾的不断笼罩以及传统能源（煤、石油、天然气）的日益枯竭,清洁高效的可再生绿色能源逐渐受到广大的关注,开始进入人们的视野。作为一种具有代表性意义的新型储能器件,锂离子电池的开发和使用就备受瞩目。锂离子电池是由正、负极电极材料组装的,而正极材料作为不可或缺的一部分,对电池的性能有重要影响。在众多的正极材料中,具有橄榄石型结构的Li Fe PO4（LFP）以其低廉的价格,安全环保,较高的比容量,稳定性好等优势,受到越来越多的热捧。但是LFP材料在巨大的发展前景面前,电子电导率和锂离子扩散速率较低是限制其商业化应用不可逾越的鸿沟。针对这两种缺陷,本文分别以聚丙烯腈（PAN）和聚丙烯腈-聚甲基丙烯酸甲酯（PAN-b-PMMA）嵌段共聚物为碳源,合成具有多孔碳膜的Li Fe PO4/C材料,试图改善其存在的问题和解释其包覆原理。碳膜的引入可以控制颗粒粒径大小,改善团聚,控制形貌。对制备的材料采用XRD、SEM、TEM、BET、Raman等进行表征,并组装器件,以恒流充放电系统对半电池进行的电性能测试。具体的研究内容如下:一、采用碳热还原法,以Fe SO4·7H2O为原料,两步合成L... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

锂离子电池工作原理图

具有多孔碳层的 LiFePO4/C 正极材料的制备及电化学性能研究n2O4引起了国内外大量研究人员的关注。它是一种 1.2 为 LiMn2O4晶胞结构的示意图。如图所示，Li组成的具有稳定结构的物质。LiMn2O4是空间三维三维扩散，很大的提高了其离子扩散速率，这是一列优势使得它在取代传统 LiCoO2的道路上一帆风顺成，而 Mn 作为一种清洁的，无毒无害的元素，大量 LiMn2O4来说，成本小、合成容易、环境友好，是锂离子电池的正极材料，它的致命缺陷是理论容量低 LiCoO2的容量，而且在高温环境下，电极材料的循了要求，使得它在正极材料中的竞争力大打折扣。

Jang[24]等人的在 Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2外面包覆了一层 Al(O容量保持率由 45%提高到 80%，大大提升了材料的循环使用寿命。磷酸铁锂（LiFePO4）自上个世纪九十年代 Goodenough[11]等人首次提出 LiFePO4将作为一种能的正极材料取代传统的正极材料，大量学者们便开始在 LiFePO4材进行漫长而又艰苦的探索，大量的研究成果竞相报道。LiFePO4材料具论容量和充放电平台（3.7 V），而且是一种橄榄石结构物质，十分稳定程中不易改变，在过度充电中也不会存在安全隐患。这是很多正极材的有点。作为目前一类最有前途的正极材料，LiFePO4因其绿色环保、、价格便宜，安全性能好等优点而备受广大研究人员的关注，日益发同行业中具备领袖优势的正极材料。 LiFePO4的结构特点

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3565188