LiFePO4的制备和其电性能研究.pdfVIP

中国。长沙 2005年5月 中国储能电池与动力电池及其关键材料学术研讨会 47 L讯ePl04的制备及其电性能研究 谢辉+，周震涛 (华南理工大学材料学院，广东广州510640) 1．引言 LiC002是应用最早、最广泛的锂离子电池正极材料。由于LiCoth受钴资源稀少、环境污染等 了深入研究，但这些材料分别存在制备困难、循环性能较差等缺点。自1997年PadlhiA．K报道锂 人们极大的关注。作为锂离子电池新型正极材料，LiFeP04具有优良的热稳定性和安全性，充放电 效率高，循环性能好，而且价格便宜、无环境污染，被认为是极有发展空间的锂离子池正极材料。 本文通过对原料高速球磨，再用高温固相法在不同温度下合成了一系列LiFeP04锂离子电池正极材 料，对其晶体结构、表观形貌、电化学性能的影响等进行了研究，讨论了合成温度与其微观结构、 表观形貌及其电化学性能之间的关系。 2．实验 2．1样品的制备 球磨机球磨混匀后，在氮气氛中于300℃下加热8h，使之分解，冷却后充分研磨，在一定的压力下 2．2样品测试 采用德国生产的SIMENSD500型X射线衍射仪对所得样品进行晶体结构分析，用日本 HITACHI 活性物质制成实验电池，电化学性能测试在室温和50℃、70℃下进行。 3．结果与讨论 3．1样品的XRD分析 晶体的形成与生长与温度有很大关系，温度高原子振动加剧，离子的扩散速率也加快，有利于晶体 的生长；在相同时间内，温度越高，晶体生长越完善，其各晶面的衍射峰强度也越大，相对来说晶 粒径也越大。 3．2样品的扫描电镜结果 ’通讯联系人：Bmail：huiXidly@sina．com，Tel：020flr2 48 中国·长沙 2005年5月 中国储能电池与动力电池及其关键材料学术研讨会 得样品的晶粒较为清楚；而600。C和700。C下煅烧所得样品的晶粒较大，棱角清晰。可见随着煅烧 温度的升高，样品晶粒逐渐长大，结晶度也逐渐升高。 3．3样品的电性能 分别用不同温度下所制得的LiFeP04作正极活性性物质做成实验电池，以0．1C的倍率恒流充放 电，实验结果表明：①随着煅烧反应温度升高，首次充放电比容量增加，其充放电效率也逐渐增大， 在600。C下煅烧所得样品的充放电比容量出现最大值，首次放电比容量达到128．8mAh．酉1，库仑效 率为94．9％，前5次的平均放电比容量为129．7mAh．g～，第5循环充放电效率为99．1％；当反应温度 达到700℃后，首次充、放电比容量均有所降低，反应温度为800。C时，所得样品的首次放电比容 量为117．5 煅烧所得的LiFeP04样品具有良好的充放电性能，当以0．1C倍率匾流充放电时，充电电压平台在 加，其充放电效率在99．7％以上。这说明LiFeP04具有很好的循环充放电可递眭能。③研究发现， 首次放电比容量为136．8 mAh／g，前五次平均放电比容量为134．0mAh／g。在70。C下，经以0．1C倍率 充放电，首次放电比容量为145．5 mAh／g。 mAh／g，前五次平均放电比容量为142．6