LiFePO4/C复合材料的微波/水热合成研究
LiFePO4作为新一代备受瞩目的锂离子正极材料，得到了许多研究者的关注。但从商业化的发展角度看，材料面临着电化学性能的提高与材料振实密度低下的矛盾。本研究也将针对以上问题开展以下工作:
1、采用微波快速加热乙二醇和水的混合体系，使得反应体系在短时间内达到所需温度，从而可形成较多晶核，这也为颗粒的细化提供了可能，在此期间实验考察了不同铁源以及不同合成工艺条件对产物合成的影响，寻找合成出较为纯相LiFePO4的最佳条件;
2、为合成出较好形貌的产物颗粒，实验引入了水热反应辅助合成，并通过颗粒细化以及覆碳工艺对材料进行了改性。实验表明优化合成工艺后，能够合成出纯相的LiFePO4，且产物为分散均一的类球形颗粒，尺寸大小约1～2μm;对材料进行覆碳改进后结果表明，与葡萄糖相比，加入蔗糖更有利于材料电化学性能提高，在0.1C及1C倍率下，LiFePO4/C的首次充放电容量为140 mAh·g-1，119 mAh·g-1，其振实密度为1.2 g·cm-3;
3、为进一步提高材料的综合性能，实验针对材料提出了颗粒形貌设计的构想，即将产物拟合成由纳米颗粒自组装而成的微球，在此期间实验优化了覆碳工艺。结果表明经过优化后实验初步合成出了由100～200 nm的颗粒组成的整体尺寸为1～2μm的微球，且分散均一，经充放电容量测试得到LiFePO4/C在0.1C及1C倍率下材料的首次充放电容量分别达158mAh·g-1，150 mAh·g-1，在1C倍率下50个循环后容量仍保持在98％以上同时振实密度为1.2g·cm-3。
微波加热;水热反应;覆碳工艺;复合材料
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
文利雄
2013
中文
TM912.9
93
2013-12-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）