锂离子电池正极材料LiFePO4及MoO3的改性分析.pdf

摘要 摘要 磷酸亚铁锂被认为是目前最具发展前景的新一代锂离子电池正极材料，与 已经商业化的LiC002正极材料相比，具有放电平台高、循环稳定性好、环境友 好等优点。但是电子电导率、离子电导率和振实密度较低是制约其商业化发展 的主要瓶颈。针对此问题，本论文研究了离子掺杂对磷酸亚铁锂电化学性能的 影响。 采用溶胶凝胶法以磷酸铁为原料，草酸为还原剂、络合剂，蔗糖为碳源合 成了类球形Co掺杂LiFeP04／C(x=0．000，0．005，0．010，0．020)复合材料。研究 了合成温度对材料电化学性能的影响及Co掺杂对LiFeP04结构和电化学性能的 影响。研究发现，650℃是最佳的合成温度，Co掺杂没有改变LiFeP04的晶体 结构，也没有引入杂质。在650℃下合成的LiFel．。Co,POdC复合材料，当掺杂 量为l％时，材料具有最佳的电化学性能，在0．1C放电倍率下首次放电容量为 149．5 mAh·g-1。同时，研究了不同电位时的锂离子扩散系数，研究发现平台3．4 v左右的锂离子扩散系数达到最大。 采用溶胶凝胶法以硝酸铁为原料合成了Mo掺杂LiFel-3xMo。P04／C “FePQ犯的晶体结构及电化学性能的影响，结果表明，适量的Mo掺杂能够有 效的提高LiFeP04／C的电化学性质，掺杂的Mo主要占据铁位，随着钼掺杂量 c放电 的提高，锂离子扩散系数增加。掺杂量为2．5％的材料性能最优，在0．1 倍率下，其首次放电容量达到162．3 mAh·g-1，钼掺杂的最大量为10％。 层状过渡金属氧化物M003作为锂离子电池正极材料是当今的研究热点之 一，本论文采用水热．热处理相结合的方法制备了纳米M003，并对水热处理的 时间进行了研究，结果显示，纳米M003比棒状M003有更好的电化学性能， 180℃水热10h得到的材料性能最佳，在100 mA·g-1放电电流下，首次放电比 容量达到295．1 mAh·g-1，经过15周循环后，容量仍保持在236．6mAh·g-1，容量 保持率为80．2％。 关键词：锂离子电池正极材料磷酸亚铁锂三氧化钼掺杂 Abstract Abstract hasbeen asthemost candidateforthenew LiFeP04 regarded promising ofcathodematerialforlithiumion wimthe generation batteries．Compared commercializedcathodmaterial has as LiC002，LiFeP04many advantages，such with andenvironmental higherplatform，goodcyclestability friendly．However,the low and low blockitscommercial ion)andtap conductivity(electron density this effectsof ontheelectroehemical application．Inthesis，the ion-doping prope