pH对LiFePO4的影响研究(制备和性能)(2)
2.7.1 功能特点 15
2.7.2 操作步骤 15
2.8 高温干燥箱 16
2.9 真空干燥箱 17
3 实验过程 18
3.1 实验样品 18
3.1.1 原料 18
3.1.2 材料的制备 18
3.1.3 pH的选择 18
3.2 电极的组装 19
4 实验结果与分析 20
4.1 X射线衍射测试 20
4.2 电化学性能测试 21
4.2.1 碳包覆对电化学性能的影响 21
4.2.2 pH值对LiFeP04/C性能的影响 23
4.2.3 扫描速度对LiFeP04/C性能的影响 25
5 小结与展望 28
5.1 小结 28
5.2 展望 28
5.3 实验收获及心得 28
致 谢 30
参考文献 31,3752
1 绪论
1.1 研究的目的
目前，锂离子电池正极材料主要集中在钴系、镍系和锰系。但是，它们都因为电化学性能欠佳而不能投入到实际应用中。由于铁资源丰富、价廉，而且无毒，这促使电池界开展对多种含铁化合物的研究。橄榄石型LiFePO4是一种新型的锂离子电池正极材料，其理论容量达170mAh/g，对Li+／Li电位为3.43V，理论能量密度达580Wh/kg，具有价格低廉、循环性能好、充放电平台高、绿色环保、使用安全等优点，在未来的电池行业中具有充分的竞争优势[1]。然而，由于LiFePO4低的电子电导率和锂离子扩散系数，导致其倍率充放电性能极差，这限制了它在混合动力汽车中的应用。合成方法不同，制备的样品其粒子尺寸与形貌也不同，其中以水热法制备的粒子尺寸较细小。本调研主要探讨了在应用水热法条件下pH值对产物的制备和性能的影响。
1.2 研究的意义
能源供应的持续紧缺和全球环境的不断恶化是21世纪人类必须面临最严重的两大问题，开发应用新能源和可再生清洁能源己经刻不容缓。近些年来，太阳能、风能等可再生能源受到了人们的青睐，但这些能源自身的特点决定了其只能间歇利用，因此，开发出高效的储能装置，成为人们研究的又一热点。而化学电源就是重要的储能装置之一。作为绿色能源的锂离子电池由于电压和比能量高、无记忆效应、自放电小等优点[l]，在航空航天、航海、人造卫星、小型医疗仪器及军用通讯设备领域逐步替代传统的电池。LiFePO4作为锂离子电池正极材料,其电导率较低，为了提高LiFePO4的电子电导率和离子扩散系数，目前针LiFePO4改性的方法主要有掺杂改性，合成工艺优化改性等，这些方法在一定程度上提高了LiFePO4 的电化学性能。随着研究的不断深入,酸碱度对LiFePO4性能的影响的研究引起了人们的关注，将不同pH值对LiFePO4性能的影响结果进行分析、总结，有助于促进LiFePO4制备工艺与改性技术的发展。
1.3 锂离子电池的概述
1.3.1 锂离子电池的结构
从电池外观来看，锂电池可以分为纽扣式，柱形和方形。图1.3.1所示为圆柱形锂离子电池结构。锂电池是一种高能二次电池，通常由下述元件组成：
（1）负极
在放电时发生氧化反应，多为碳材料。当前应用比较广泛的负极材料有天然石墨、人工石墨、石墨化碳纤文和石油焦炭，研究比较多的还包括金属氧化物以及非碳氧化物材料等[2-6] . 石墨焦炭负极材料具有较好的可逆性和放电容量，并且性能稳定、与电解液相容性好。天然石墨和人工石墨材料，其比容量高，理论值为372mAh/g，已经成功商业化，但尚存在一些缺点[7,8]。