论文题目: 锂离子电池正极材料LiFePO4的合成和电化学性能研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 应用化学
作者: 田强
导师: 朱伟
关键词: 锂离子电池,正极材料,掺杂,固相法
文献来源: 重庆大学
发表年度: 2005
论文摘要: 橄榄石型LiFePO4是近年来发展起来的一种锂离子电池正极材料,它的理论容量为170mAh/g。LiFePO4具有价格便宜、环境友好、热稳定性好等优点而受到人们的广泛关注。但是该材料导电率较低,在大电流充放电的条件下,循环性能有待改善。本论文主要集中在橄榄石型LiFePO4的改性固相法合成和电化学性能研究,包括以下几个方面:1)蔗糖固相还原法合成LiFePO4的电化学性能研究了蔗糖的添加量、焙烧温度及产物粒径对LiFePO4电化学性能的影响。实验证明,蔗糖的添加量为12%,焙烧温度为650℃,产物粒径在几个微米之间表现出相对较好的电化学性能,利用x射线衍射（XRD）、粒度仪、扫描电镜（SEM）和透射（TEM）对最佳样品的晶体结构、表面形貌等进行了分析。2)不同添加剂对LiFePO4电化学性能的影响研究了葡萄糖、乳糖、水溶性淀粉、尼龙-66作为添加剂对合成LiFePO4的电化学性能的影响。尼龙-66、乳糖、葡萄糖的电化学性能较好,在0.3mA/cm2的电流密度充放电时,初始放电容量都在150mAh/g左右。3)不同铁源对LiFePO4电化学性能的影响研究了Fe3O4、Fe（OH）3、FePO4作为三价铁源对合成LiFePO4的电化学性能的影响。实验证明,FePO4的电化学性能较好,在O.3mA/cm2的电流密度充放电时,具有147.7mAh/g的初始放电容量。4)掺杂对LiFePO4电化学性能的影响研究了A12O3、CuO、Dy2O3分别掺杂对合成LiFePO4的电化学性能的影响。研究表明,掺杂少量的Al能使LiFePO4的电化学性能变差,而掺杂少量的Cu和Dy明显改善了LiFePO4的大电流性能,并利用X射线衍射（XRD）对最佳样品的晶.体结构进行了分析。
论文目录:
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 概述
1.2 锂离子电池的工作原理及其结构
1.2.1 锂离子电池的工作原理
1.2.2 锂离子电池的结构
1.3 锂离子电池正极材料
1.3.1 氧化钴锂(LiCoO_2)
1.3.2 氧化镍锂(LiNiO_2)
1.3.3 氧化锰锂(LiMnO_2 和 LiMn_2O_4)
1.3.4 钒的氧化物
1.3.5 橄榄石型正极材料 LiFePO_4
1.4 锂离子电池负极材料
1.4.1 碳基负极材料
1.4.2 非碳基负极材料
1.5 非水液体电解质
1.6 本文的研究目的和研究内容
2 实验部分
2.1 主要化学试剂
2.2 材料的制备
2.2.1 蔗糖高温固相还原合成橄榄石型 LiFePO_4
2.2.2 采用不同添加剂合成橄榄石型 LiFePO_4
2.2.3 采用不同三价铁源合成橄榄石型 LiFePO_4
2.2.4 合成掺杂的橄榄石型 LiFePO_4
2.3 实验电池的制备
2.4 材料的表征方法
2.5 电化学测试
2.5.1 循环伏安测试
2.5.2 恒流充放电
3 结果与讨论
3.1 蔗糖固相还原法合成 LiFePO_4 的电化学性能
3.1.1 不同配比蔗糖合成 LiFePO_4 的电化学性能比较
3.1.2 不同焙烧温度合成 LiFePO_4 的电化学性能比较
3.1.3 LiFePO_4 样品粒度对电化学性能的影响
3.1.4 物相分析
3.1.5 差热—热重分析
3.1.6 形貌分析
3.2 不同添加剂对 LiFePO_4 电化学性能的影响
3.2.1 不同添加剂合成 LiFePO_4 的电化学性能比较
3.2.2 差热—热重分析
3.2.3 物相分析
3.2.4 尼龙-156 和蔗糖合成 LiFePO_4 的电化学性能比较
3.3 不同铁源对 LiFePO_4 电化学性能的影响
3.3.1 不同铁源合成 LiFePO_4 的电化学性能比较
3.3.2 物相分析
3.3.3 三价铁源 FePO_4 和 Fe_2O_3 合成 LiFePO_4 的电化学性能比较
3.4 掺杂对LiFePO_4 电化学性能的影响
3.4.1 掺杂 Al_2O_3 对 LiFePO_4 电化学性能的影响
3.4.2 掺杂CuO 对LiFePO_4 电化学性能的影响
3.4.3 掺杂 Dy_2O_3 对 LiFePO_4 电化学性能的影响
4 结论与展望
4.1 结论
4.2 展望
致谢
参考文献
附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
独创性声明
学位论文版权使用授权书
发布时间: 2006-12-08
参考文献
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