锂离子电池正极材料LiFePO4MWCNTs的制备与性能研究.pdfVIP

第一届全国纳米材料与结构检测与表征研讨会(摘要厂论文集) 宁波2008年7月2日-3日 冯艳李亚利侯峰 天津大学材料学院先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室，天津，300072 摘要 电池正极复合材料。对该材料进行了xRD、sEM和充放电循环。结果表明，在LiFePO。中加入 LiFePO。颗粒紧密连接，以此保持了LiFePO．的结构稳定，避免了材料充放电中结构发生形变和粉化， 从而提高了电极材料的循环稳定性；同时，MwcNTs良好的导电性和中空的管状结构为锂离子的嵌入 和脱出提供了通道，有利于电极材料放电容量的提高。制备的该系列复合材中， 持率为97．77％． 关键词：锂离子电池；LiFePo．；多壁碳纳米管；电化学性能；正极材料 LiFePO。材料由于低成本、低毒和具有高的理论容量成为现在研究的热点，并有希 tolOJoS 望成为商业化的锂离子电极正极材料…。但是，LiFePO。导电率低(104cm一)制约 了它在锂离子电池中的应用。目前，阳离子掺杂和碳包覆等方法可对LiFePO。材料进行 改性陆51。 多壁碳纳米管与LiFePO。材料复合，作为碳包覆改性的方法之一，具有其新的特点。 多壁碳纳米管是由多于一层的石墨片层卷曲形成闭合或一维的圆柱体结构。石墨片层的 内部直径为0．34nm．可以允许锂离子嵌入和脱出忙1。另外，多壁纳米管具有良好的导电 性。因此，多壁碳纳米管作为碳包覆材料用于LiFePO。有希望提高材料的电子导电率， 提高放电容量和循环稳定性等。 1．实验部分 LiFePO。由LiOH·H20，FeC：O．·2H：O 将4、7、10wt．％的碳纳米管(MwCNTs)与前述制各的LiFePO。在无水乙醇中混合，在60oC搅 h。 拌至干，120oC下真空干燥1h，然后500oC氩气保护下烧结5 采用xRD和sEM对LiFePO。／MWCNTs材料的结构和形貌进行表征。 放电循环测试。 2．结果与讨论 入MWCNTs后，LiFePO．的橄榄石结构无明显变化。 p um。 的颗粒尺寸为O．5．5m，LiFePO．／7wt．MWCNTs复合材料的颗粒尺寸为1．5 43 第—iii垒1訇纳来材科与结构}釜濑弓表征研讨会(摘要，论文集) 宁波20啼年7月2H_3只 MwcNTs在LIFePO；材料巾起到支架阿络的作熠．将L1FePO。颗粒紧密连接。 2c的 系列中，LlFeP0。，7wtMwcNTs电极材料具有最好的放电容量和循环稳定性。在0 7mAh 放电倍率F，其第周的循月=容鲁为】52 E。，而未添加MwcNTs的L1FePO．电极材 料为14l 4mAh—J 9777％，而纯LlFeP0。电板材料只有88 粒紧密连接，避免，材料充放电中结构发生形变和粉化，保持L·FeP0．的结构稳定，从 而提高，电擞材料的循环稳定r}；lq时，MwcNTs电好的导电性和中空的管状结构为 锂离了的嵌八和脱…提供了通道，肯利十电极材料放电容量的提高。 3结论 能，其蛀商放电容量为152 77％。 7mAh，E，充放电100心后辑量保持率为97 —虿百焉孑 ．b‘{蚤*_8tr§5 1．幽岵剁；!婴． 0 …∞∞∞∞∞∞∞1∞ 2W。l O