不同方法制备的LiFePO4电化学性能的研究.pdfVIP

i 不同方法制备的LFeP04电化学性能研究 唐致远H高飞1薛建军2余明远郭稳尚 1天津大学化工学院应用化学系天津 300072 2广州鹏辉电池有限公司 广州 511483 摘要：本论文通过分别通过固相合成法和液相共沉淀法合成LiFePO。，并对其进行了的 进行电化学性能测试。研究表明，液相共沉淀法制备的LiFeP04粒径相对比较均匀，大 电流放电性能较为优越。 关键词：LiFePO。，锂离子电池 磷酸铁锂(LiFePO。)是近几年开始引起广泛关注的新型锂离子电池正极材料，其 原料来源广泛、价格便宜、无毒、对环境友好、无吸湿性，理论比容量高(约 越、循环性能好、比能量高等突出优点，所以LiFePO。在众多正极材料中脱颖而出， 被认为是标志着“锂离子电池一个新时代的到来。从目前报道情况来看，磷酸铁锂 的制备方法有高温固相反应法、液相的共沉淀法、水热法、液相的溶胶一凝胶法、氧 化还原法、固相的微波法等方法。其中高温固相法的工艺过程简单，是目前普遍研究 的方法。 1．实验部分 1．1材料合成 粒，真空低温烘干。干燥后，在真空条件下，300℃煅烧3h，使原料分解，产生的气体抽 真空排除，然后升温至650℃煅烧，在氮气气氛中，保温12h，随炉温冷却至室温，球 磨后最终得到磷酸铁锂样品Li㈣，Ti。。。FePO。(记为LFPl)。 1)混合，溶解于去离子水中，再加入一定量浓度为30％的H：0。，并升温到95℃，搅拌5 小时，混合溶液中逐渐生成沉淀物，将沉淀过滤，洗涤，100℃真空干燥，得非晶相FePO。 燥后，在氮气气氛中，650oC煅烧12小时，随炉温冷却至室温，球磨后得到最终产物磷 酸铁锂样品Li。瑚Ti㈣。FePO；(记为LFP2) 1．2材料表征 Rotafiex K．射线， 入= 样品用Rigaka RV一200B型X射线仪(X射线源：Cu 0．15418nm)进行扫描，采用JSM一6330F扫描电子显微镜对样品形貌进行分析。 收稿日期：2006—8—31 ‘作者简介：唐致远(1946——)，天津大学化工学院教授，博士生导师，主要研究方向为新型高能电源。E—mail 圣Y主垦坠g堡主j坚：曼鱼塑：曼旦 B69 1．3电化学性能测试 合，以NMP(N一甲基吡咯烷酮)为溶剂，研磨均匀后涂于铝箔上，烘干压片，得到正极片。 烯微孔膜(Celgard 电仪(广州擎天实业有限公司)测试电池的充放电性能和循环性能，采用PGZ301型电化学 工作站(法国RadiometerAnalyticalSAS公司)测试交流阻抗。 2．结果与讨论 2．I材料表征 图1．不同LiFeP04样品XRD衍射 ofLiFeP04 Fi91．XRDpatterns 从图l中可以看出，两种样品均有尖锐的衍射峰，且均能按正交晶系D2h16、Pnma空 间群指标化，比照标准卡，均属于单一的橄榄石型晶体结构，而且图中没有明显的杂质 峰，表明样品较纯，不含杂相，晶型完整、单一。Ti4+掺杂并没有改变LiFePO。的结构。在 固相烧结过程中，由于是在惰性气氛下合成产物，故产物不可能为富氧的化合物，同时 随着高价态Ti4+的进一步掺入，为了保持电荷平衡，产物必然为具有阳离子缺陷的化合 离子半径小，掺杂的钛离子占据部分M1(Li)的位置。 (a)LFPl (b)LFP2 图2．LiFePO。样品的SEM图 of ofLiFeP04 Fig．2．SEMphotographssamples B70