FePO4纳米复合材料的制备与电化学性能研究
锂离子二次电池作为储能设备，已经研究了数十年。作为二次锂离子电池的正极材料，FePO4由于其廉价、安全、环保等优点，一直备受研究者关注。
本论文首先通过固相法，均相沉淀法，溶胶凝胶法成功合成出无定形FePO4纳米粒子，三者粒径分别约为40nm、200nm、300nm。通过电化学测试可知，0.2C条件下固相法制备的FePO4首次放电容量达到100mAhg-1，远高于后两者（大约70mAhg-1），表明FePO4纳米粒子的粒径对其放电性能有很大影响。但是，由于固相法制备的FePO4自身表面能较高，使得电解液分解，造成较大不可逆容量损失。
其次，通过多元醇凝胶改性方法，合成出小粒径FePO4纳米粒子，0.2C首次放电容量达到143mAhg-1。电化学性能测试发现，FePO4电极材料离子电导率与电子电导率低，导致其较大的电荷转移阻抗与扩散阻抗，其高倍率充放电性能较差。
最后，在FePO4晶格中掺入Cr3+或者Mn4+。发现引入Cr3+后，FePO4首次放电容量大幅降低，阻抗谱分析表明，随着Cr3+含量增加，样品的电荷转移阻抗明显增大;而引入Mn4+并没有改善FePO4的首次放电容量。其它的杂原子(Al、Mg、Co、Ni)在当前合成条件下未得到有效掺杂材料。利用葡萄糖对FePO4进行碳包裹，由于在500℃碳化不完全，材料较低的电导率对于电池性能造成较大影响。而600℃碳化后，FePO4由无定形相变为六方相，失去电化学活性。
FePO4纳米复合材料;表面活性剂;电化学性能;掺杂改性
黑龙江大学
硕士
无机化学
赵辉
2013
中文
TB383;TM912.9
74
2013-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）