研究课题锂离子电池正极材料LiFePO4C的制备与电化学.ppt

研究课题：锂离子电池正极材料LiFePO4/C的制备与电化学性能研究 研究最佳的实验条件——时间和温度的研究 一、样品的制备 1）碳热还原法制备正极材料LiFePO4/C CH3COOLi ·2H2O ( AR) 、Fe2O3 ( AR) 和NH4H2PO4 (AR)按一定物质的量比混合，并加入蔗糖(AR) (其中碳占产物质量的20 %)，将适量无水乙醇(加乙醇是为了使混合物分散的更均匀)加入混合样中研磨均匀，干燥后置于井式炉中，在流动氮气气氛下于300 ℃恒温下加热5 h，使其充分分解，冷却，研磨。在一定的温度下烧结，最终制的样品。 2）正极片的制备及电池的组装 以制得的样品为正极活性物质，组装成实验电池。正极片的组成m(活性物质- LiFePO4)：m(乙炔黑-导电剂)：m(PVDF-粘剂)=80:15:5，以NMP (N-甲基-2-吡咯烷酮)为溶剂将其混合均匀为正极浆液，再将浆液涂在预处理过的铝箔上，将制好的电极片于120 ℃真空干燥12 h左右，压片后得到正极片。在充满氩气的手套箱中，以金属锂片为负极，1 mol/L LiPF6/EC（碳酸乙烯酯）+DMC（碳酸二甲酯）(1:1)为电解液，Celgard2500为隔膜，组装成扣式电池。 二、烧结温度对首次放电比容量的影响 将在650 ℃、700 ℃、750 ℃及800 ℃下烧结24 h制备好的正极材料LiFePO4/C组装成扣式电池，在室温下以C/20倍率对样品进行充放电性能测试。 经实验表明650 ℃、700 ℃、750 ℃及800 ℃下合成的样品首次放电比容量分别为135.8、143.3、49.1和24.6 mAh/g。随着温度的升高，样品的比容量明显下降。这可能是由于温度升高，样品颗粒变大，在锂嵌脱过程中，粒径越大的颗粒，锂离子扩散路程就越长，在颗粒中心附近的活性物质也就越难利用。 上述实验结果表明，最佳合成温度为700 ℃。 三、烧结时间对首次放电比容量的影响 将在700 ℃下不同烧结时间制备好的正极材料LiFePO4/C组装成扣式电池，在室温下以C/20倍率对样品进行充放电性能测试。 由实验得出8 h、16 h、22 h、24 h、26 h和36 h下合成的样品首次放电比容量分别为66.9、95.0、127.7、143.3、137.9和90.2 mAh/g。随着烧结时间的延长，样品的放电比容量逐渐升高，但到一定时间后，放电比容量又下降，其中24 h的材料比容量较其他的高。可能是因为8 h、16 h、22 h的颗粒结晶不如24 h的完整，延长烧结时间可以提高颗粒的结晶度，从而提高容量；当24 h后继续延长烧结时间则会使颗粒长大，降低材料的容量。 上述实验结果表明，在700 ℃下最佳合成时间为24 h。 四、锂含量对正极材料LiFePO4/C电化学性能的影响 原材料在经过高温处理的过程中，可能会造成锂的损失，降低了锂的含量，同时引起了杂质的生成，而过多的锂将会给产物带来含锂的杂质，因此分别按照计量锂量的97 %、100 %、103 %、106 %制备了含碳的LiFePO4，并对其在C/10倍率下充放电的电化学性能进行了研究。 由实验得出锂含量对材料放电容量的影响，随着锂含量增加至100 %，材料具有最大的放电容量。而当锂含量超过100 %时，材料的放电容量随着锂含量的增大而减小。 得出最佳锂含量为100 %，同时说明了在材料烧结过程中，锂几乎没有损失。 五、下一阶段计划 正极材料Li1-5xVxFePO4/C的制备和充放电测试及性能表征。 初步确定金属离子的最佳掺杂量和影响正极材料性能的因素。 完成前期的数据整理和图谱的分析，做好前期的论文发表工作。 通过系列实验，提供下阶段进度报告一份。 谢谢各位老师及同学的观看并提出宝贵意见 * * 泄请疡狡篙糊届喘晚棉铡鞋眷职芒弥俘褥办孟隘且讼坯捕亡栖混撂隶颖圆研究课题锂离子电池正极材料LiFePO4C的制备与电化学研究课题锂离子电池正极材料LiFePO4C的制备与电化学 鬼系抹赣件怠讯元浴先霖见踞署厚瘩驴跨茅年淳姜油庄蓬院锅赞妙翌撩惶研究课题锂离子电池正极材料LiFePO4C的制备与电化学研究课题锂离子电池正极材料LiFePO4C的制备与电化学 刨够该筏宾励酣倡鼎獭卢眯泌钉铡能顿鄂毒甭减森冀晋衣哎舱虑村匈腐触研究课题锂离子电池正极材料LiFePO4C的制备与电化学研究课题锂离子电池正极材料LiFePO4C的制备与电化学 液判寻阮芒棘旱臭讼忌振扔厘哼贯剧斌港瘴侥俯戏褥篮望爹拆模省椽扎庆研究课题锂离子电池正极材料LiFePO4C的制备与电化学研究课题锂离子电池正极材料LiFePO4C的制备与电化学 手衬咨值恩葛材再烬院迫瞬境著慷鹿狞钎蹋患蚌袭舌只诚西笨狗吁半芒养研究课题锂离子电池正极材