共沉淀法制备磷酸铁及其合成LiFePO 4 /C复合正极材料的研究

发布时间：2022-04-22 22:00

　　随着社会的快速发展,人们对环境保护、能源开发的意识逐渐增强,开始追求高效、便捷、绿色环保和安全可靠的能源。LiFePO₄材料以其来源广泛,成本低,理论容量高,循环性能稳定和热稳定性好等优点而受到广泛关注,成为了最具发展潜力的新一代锂离子电池正极材料。但其电子电导率低、倍率性能差阻碍了商业化进程。本文以提高LiFePO₄材料的电化学性能为目标,改变不同的合成工艺条件制备一次颗粒细小、粒径分布均匀的磷酸铁前驱体,达到了优化目标产物磷酸铁锂二次颗粒大小与性能的目的。本文以硫酸亚铁和磷酸铵为原料,过氧化氢为氧化剂,表面活性剂作为分散剂和颗粒大小的调节剂,分别改变磷酸铵的滴入速度,原料摩尔投料比,搅拌转速,表面活性剂种类及用量,采用共沉淀法合成磷酸铁粉体。利用撞击流快速沉淀法强化进料,改变不同进气速度制备磷酸铁粉体。以合成的磷酸铁为前驱体,采用碳热还原法制备LiFePO₄/C复合物。通过粒度分布、XRD以及Fe、P元素含量的测定对所合成磷酸铁材料进行结构表征。采用恒流充放电法测试磷酸铁锂材料的电化学性能。结果表明:磷酸铁的平均粒径... 

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂离子电池发展概况
    1.3 锂离子电池的工作原理
    1.4 锂离子电池正极材料
    1.5 LiFePO_4正极材料概述
        1.5.1 LiFePO_4的结构
        1.5.2 LiFePO_4的充放电机理
        1.5.3 LiFePO_4的制备方法
    1.6 本课题研究的意义和主要内容
2 实验内容及方法
    2.1 实验主要药品
        2.1.1 药品和试剂
        2.1.2 实验仪器及设备
    2.2 物理性能表征方法
        2.2.1 粒度分析
        2.2.2 Fe、P元素含量的测定
        2.2.3 X射线粉末衍射分析
    2.3 锂离子电池组装
        2.3.1 电极的制备
        2.3.2 电池组装
    2.4 电池的恒流充放电测试
3 共沉淀法磷酸铁的合成及其合成LiFePO_4/C复合物的研究
    3.1 引言
    3.2 实验步骤
        3.2.1 磷酸铁前驱体的制备
        3.2.2 LiFePO_4/C复合物的制备
    3.3 XRD物相分析
    3.4 不同工艺条件对合成磷酸铁结构的影响
        3.4.1 蠕动泵转速的影响
        3.4.2 铁磷摩尔投料比的影响
        3.4.3 搅拌转速的影响
    3.5 表面活性剂种类对合成磷酸铁粒径分布的影响
        3.5.1 CTAB添加量对所制备磷酸铁颗粒粒径的影响
        3.5.2 SDS添加量对所制备磷酸铁颗粒粒径的影响
    3.6 不同工艺条件对制备LiFePO_4/C复合物电化学性能的影响
        3.6.1 葡萄糖添加量对LiFePO_4/C放电性能的影响
        3.6.2 蠕动泵转速对LiFePO_4/C放电性能的影响
        3.6.3 铁磷摩尔投料比对LiFePO_4/C放电性能的影响
        3.6.4 搅拌转速对LiFePO_4/C放电性能的影响
    3.7 小结
4 撞击流快速沉淀法磷酸铁的合成及合成LiFePO_4/C复合物的研究
    4.1 引言
    4.2 撞击流快速沉淀法磷酸铁的合成
    4.3 结构表征
        4.3.1 不同气速对磷酸铁粒径分布的影响
        4.3.2 XRD分析
    4.4 LiFePO_4/C复合物的电化学性能表征
    4.5 本章小结
5 结论及展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献



本文编号：3646775