高温高能球磨法制备LiFeP0 4 /C正极材料
发布时间：2021-10-30 12:16
目前,LiFePO4作为最有发展潜力的锂离子电池正极材料,受到了人们的广泛关注,但是,该材料低的电子电导率和低的锂离子迁移速率影响了其在锂离子电池中的实际应用。为了提高材料的电子电导率和锂离子迁移速率,获得性能良好的正极材料,本文以LiH2PO4和Fe203为锂源和铁源,葡萄糖为还原剂和碳包覆碳源,采用高温高能球磨法制备LiFePO4/C正极材料,研究了高温高能球磨工艺参数、碳源、包覆碳加入量以及离子掺杂对LiFePO4材料性能的影响。论文对于LiFePO4正极材料的生产和应用具有重要的参考价值。经过仔细研究,结果表明：（1）当球磨温度为600℃、球磨时间为9h、球料比为12：1、球磨转速为80r/min时,LiFePO4/C材料的性能最佳。将最佳工艺条件下制备的LiFePO4/C材料组装成扣式电池,在0.1C、1C、5C、10C倍率下,电池的首次放电比容量分别为150.3mAh/g、144mAh/g、130.1mAh/g和108.5mAh/g,30次循环后放电比容量基本不变。（2）以有机碳源为原料制备的正极材料,其性能明显优于以无机碳源为原料制备的材料。以葡萄糖为原料时,材料性能最佳...
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２磯酸铁裡的橄揽石结构示意图Ｐ７１??．；：＿?Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｈｅ?ｏｌｉｖｉｎｅ?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＬｉＦｅＰ〇４??（其中空隙间的蓝色圆球为Ｌｉ＋；踪色四面体为Ｐ〇４：灰色八面体为Ｆｅ〇６）??
东北大学博去学位论文?第３章高温高化球磨法制备ＬｉＦｅＰＯｙＣ正极材料及操作条件优化??粒度最小且分布最均匀，可能是因为在初始原料中添加了过量的葡萄糖，葡萄糖在高??温下裂解为碳黑－碳黑作为碳包覆材料包覆在ＬｉＦｅＰ化颗粒的表面，阻碍了颗粒増长。??由此可知，将高能球磨和碳包覆相结合可レッ在较低的温度下、较短的时间内制备出粒??度细小且分布均匀的ＬｉＦｅＰＣＶＣ正极材料。在电池制备过程中使用粒度小的ＬｉＦｅＰ化??颗粒能够缩短裡离子的扩散距离，减小扩散阻力，对提高正极材料的电化学性能有非??常重要的作用。然而，在样品Ｂ和Ｃ中仍然存在着少量较大颗粒，送可能是因为在高??能球磨过程中产生的具有高表面能的微小颗粒发生了团聚レ义及高温般掩过程中部分颗??粒受热长大而造成的。但是，样品Ｃ中大颗粒的数目明显少于样品Ｂ，说明葡萄糖的??加入在一定程度下减轻了小颗粒的二次团聚并且有效阻止了高温下颗粒之间的顯合长??
颗粒么间由碳膜相连，这种由有机物热裂解而成的碳具有高导电性，高导电性碳膜连??接在各颗粒之间，有利于提高材料电导率。由图３．４和图３．５可知，球磨和颗粒表面碳??包覆相结合，对于克服ＬｉＦｅＰ〇４材料的两大缺点有重要作用，这两者联合使用有望提??高该材料的电化学性能。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳酸亚乙烯酯添加剂对LiFePO4/石墨电池高温循环性能的影响（英文）[J]. 宋海申,曹政,张治安,赖延清,李劼,刘业翔. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(03)
[2]鸟巢状分级结构LiFePO4的合成及其电化学性能研究[J]. 黄富勤,唐新村,肖元化,龚美丽,郑贞苗,晋媛. 无机化学学报. 2014(02)
[3]多元醇法合成具有不同长径比的棒状LiFePO4/C材料（英文）[J]. 胡有坤,任建新,魏巧玲,郭孝东,唐艳,钟本和,刘恒. 物理化学学报. 2014(01)
[4]C-LiFePO4/聚三苯胺复合锂离子电池正极材料的制备与性能（英文）[J]. 苏畅,黄启飞,徐立环,张诚. 物理化学学报. 2014(01)
[5]Ni2+替代对LiFePO4正极材料电化学性能的影响[J]. 林莹,吴景,许桂贵,毛吓梅,陈美玲,戴颖,林雅云,林应斌,黄志高. 稀有金属材料与工程. 2013(12)
[6]Nb掺杂LiFePO4电子结构的第一性原理研究[J]. 张培新,张冬云,黄磊,惠文彬,魏群,宋申华. 稀有金属材料与工程. 2013(04)
[7]掺铝氧化锌包覆LiFePO4的合成与性能（英文）[J]. 汤昊,谭龙,许军. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(02)
[8]氧化-沉淀法合成高振实密度球形LiFePO4/C正极材料[J]. 王文琴,郭志猛,姜冰,叶青,陈文. 中国有色金属学报. 2012(09)
[9]喷雾干燥法合成球形LiFePO4/C材料研究[J]. 刘旭恒,赵中伟,黄少波,张有新. 电源技术. 2012(07)
[10]葡萄糖添加量对正极材料LiFePO4电化学性能影响[J]. 张可贺,白咏梅,邱鹏,文中流,韩绍昌. 电源技术. 2012(07)
博士论文
[1]锂离子电池正极材料LiFePO4的合成和性质研究[D]. 徐彦宾.兰州大学 2006
硕士论文
[1]纳米TiO2粉体和陶瓷的制备与性能表征[D]. 吕婧儒.东北大学 2009
本文编号：3466718
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２磯酸铁裡的橄揽石结构示意图Ｐ７１??．；：＿?Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｈｅ?ｏｌｉｖｉｎｅ?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＬｉＦｅＰ〇４??（其中空隙间的蓝色圆球为Ｌｉ＋；踪色四面体为Ｐ〇４：灰色八面体为Ｆｅ〇６）??
东北大学博去学位论文?第３章高温高化球磨法制备ＬｉＦｅＰＯｙＣ正极材料及操作条件优化??粒度最小且分布最均匀，可能是因为在初始原料中添加了过量的葡萄糖，葡萄糖在高??温下裂解为碳黑－碳黑作为碳包覆材料包覆在ＬｉＦｅＰ化颗粒的表面，阻碍了颗粒増长。??由此可知，将高能球磨和碳包覆相结合可レッ在较低的温度下、较短的时间内制备出粒??度细小且分布均匀的ＬｉＦｅＰＣＶＣ正极材料。在电池制备过程中使用粒度小的ＬｉＦｅＰ化??颗粒能够缩短裡离子的扩散距离，减小扩散阻力，对提高正极材料的电化学性能有非??常重要的作用。然而，在样品Ｂ和Ｃ中仍然存在着少量较大颗粒，送可能是因为在高??能球磨过程中产生的具有高表面能的微小颗粒发生了团聚レ义及高温般掩过程中部分颗??粒受热长大而造成的。但是，样品Ｃ中大颗粒的数目明显少于样品Ｂ，说明葡萄糖的??加入在一定程度下减轻了小颗粒的二次团聚并且有效阻止了高温下颗粒之间的顯合长??
颗粒么间由碳膜相连，这种由有机物热裂解而成的碳具有高导电性，高导电性碳膜连??接在各颗粒之间，有利于提高材料电导率。由图３．４和图３．５可知，球磨和颗粒表面碳??包覆相结合，对于克服ＬｉＦｅＰ〇４材料的两大缺点有重要作用，这两者联合使用有望提??高该材料的电化学性能。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳酸亚乙烯酯添加剂对LiFePO4/石墨电池高温循环性能的影响（英文）[J]. 宋海申,曹政,张治安,赖延清,李劼,刘业翔. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(03)
[2]鸟巢状分级结构LiFePO4的合成及其电化学性能研究[J]. 黄富勤,唐新村,肖元化,龚美丽,郑贞苗,晋媛. 无机化学学报. 2014(02)
[3]多元醇法合成具有不同长径比的棒状LiFePO4/C材料（英文）[J]. 胡有坤,任建新,魏巧玲,郭孝东,唐艳,钟本和,刘恒. 物理化学学报. 2014(01)
[4]C-LiFePO4/聚三苯胺复合锂离子电池正极材料的制备与性能（英文）[J]. 苏畅,黄启飞,徐立环,张诚. 物理化学学报. 2014(01)
[5]Ni2+替代对LiFePO4正极材料电化学性能的影响[J]. 林莹,吴景,许桂贵,毛吓梅,陈美玲,戴颖,林雅云,林应斌,黄志高. 稀有金属材料与工程. 2013(12)
[6]Nb掺杂LiFePO4电子结构的第一性原理研究[J]. 张培新,张冬云,黄磊,惠文彬,魏群,宋申华. 稀有金属材料与工程. 2013(04)
[7]掺铝氧化锌包覆LiFePO4的合成与性能（英文）[J]. 汤昊,谭龙,许军. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(02)
[8]氧化-沉淀法合成高振实密度球形LiFePO4/C正极材料[J]. 王文琴,郭志猛,姜冰,叶青,陈文. 中国有色金属学报. 2012(09)
[9]喷雾干燥法合成球形LiFePO4/C材料研究[J]. 刘旭恒,赵中伟,黄少波,张有新. 电源技术. 2012(07)
[10]葡萄糖添加量对正极材料LiFePO4电化学性能影响[J]. 张可贺,白咏梅,邱鹏,文中流,韩绍昌. 电源技术. 2012(07)
博士论文
[1]锂离子电池正极材料LiFePO4的合成和性质研究[D]. 徐彦宾.兰州大学 2006
硕士论文
[1]纳米TiO2粉体和陶瓷的制备与性能表征[D]. 吕婧儒.东北大学 2009
本文编号：3466718
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3466718.html
