锂离子电池正极材料LiMn0.6Fe0.4PO4的水热合成及改性研究
锂离子电池正极材料LiMn1-xFexPO4因其环境友好，价格低廉，优良的电化学性能以及安全性能等优点，有望成为新一代锂离子动力电池正极材料。然而，LiMn1-xFexPO4材料的电子/离子电导率较低，制约了其大规模应用。针对LiMn1-xFexPO4材料导电性差的缺点，本文采用水热合成的方法，通过调控溶剂组成、氧化石墨烯的添加量以及水热反应时间，可控制备了不同形貌LiMn0.6Fe0.4PO4电极材料，测试了相关电化学性能。 采用水热法一步合成了LiMn0.6Fe0.4PO4单晶材料。研究了不同水热反应时间对材料物相、形貌的影响，探究了材料的水热合成机理以及形成过程。并且通过调节反应溶剂组成，可控制备了捆状、花状及棒状LiMn0.6Fe0.4PO4电极材料。研究了不同形貌LiMn0.6Fe0.4PO4材料的电化学性能，发现棒状LiMn0.6Fe0.4PO4性能最佳，在0.05 C放电倍率下，其首次放电比容量为106.4 mAh g-1。 采用水合肼原位还原，氧化石墨烯辅助合成了LiMn0.6Fe0.4PO4/RGO电极材料。研究了不同石墨烯添加量对形貌的影响，发现石墨烯添加量为20mg时，得到LiMn0.6Fe0.4PO4/RGO纳米空心球，其外径为80nm，壁厚为10nm。电化学性能测试表明，在0.05 C放电倍率下，材料首周放电比容量为140 mAh g-1。研究了不同水热时间对LiMn0.6Fe0.4PO4/RGO材料微观结构及性能的影响，发现LiMn0.6Fe0.4PO4/RGO材料的形貌，随着水热反应时间增加，由空心球逐渐向棒状转化，但超过20小时团聚严重。电化学性能研究结果表明，在0.05 C放电倍率下棒状LiMn0.6Fe0.4PO4/RGO材料的首次放电比容量为144.8 mAh g-1。
锂离子电池;正极材料;石墨烯;纳米材料;水热合成;电化学性能
南开大学
硕士
无机化学
王一菁
2014
中文
TM912.9;O646.542
75
2015-05-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）