LiFePO4正极材料的合成及电化学性能研究(2)
KeyWords: lithium iron phosphate; hydrothermal synthesis; ball milling; spray; high temperature vacuum calcination; characterization; XRD; AC impedance
目 录
1绪论 1
1.1锂离子电池简介 1
1.1.1锂离子电池的发展历史 1
1.1.2锂离子电池的用途及原理 2
1.1.3正极材料 2
1.1.4负极材料 3
1.1.5锂离子电池对正极材料的要求 3
1.1.6磷酸铁锂正极材料的结构和及其特点 4
1.1.7磷酸铁锂材料的合成工艺 4
1.2实验意义与内容 6
1.2.1课题研究的目的和意义 6
1.2.2实验研究内容 6
2实验部分 8
2.1实验药品 8
2.2仪器和设备 8
2.3实验内容 9
2.3.1材料制备 9
2.3.2正极片的制备方法 10
2.3.3电池装配 10
2.4实验优化 11
2.4.1掺杂Mg+ 11
2.4.2水热反应时间 11
2.4.3硫酸根离子的去除 12
2.5研究和测试方法 12
2.5.1 XRD 12
2.5.2电化学性能测试 12
2.5.3电化学阻抗谱 12
2.5.4恒流充放电测试, 12
2.5.5 SEM 12
2.5.6热分析 13
3结果与分析 14
3.1 热重分析 14
3.2 水热反应温度的影响 15
3.3 合成方法的影响 16
3.4 SEM分析 17
3.5 不同温度充放电性能分析 18
3.6 不同制备方法的充放电分析 20
3.7 电化学阻抗测试分析 22
4结论 23
致 谢 24
参考文献 25
1绪论
随着社会飞速的发展，同样也伴随着对资源更多需求，对生存环境日益的破坏，导致能源危机越来越严重，对社会的可持续发展构成巨大障碍，这已经成为人类不可忽视的严重问题。如传统能源石油资源的不断减少和汽车尾气对大气环境的严重影响，使得新能源动力汽车和混合动力汽车的呼声愈来愈高，而移动电源作为最最核心的部件，就使得急切需要一种高电压，比能高，体积小，相对质量轻的电池，锂离子电池的产生解决了这一问题。
当前,锂离子电池的正极材料大多数是钻酸锂，已经形成产业化生产。由于钴资源而且相对较少，而且金属元素钴在生产过程中对环境的破坏严重，制备的钴酸锂的价格也比较高,热稳定性和安全性能都比较差。所以就需要去重新开发一种制备成本低、绿色环保、电化学性能好、安全性有保证的新型锂离子电池正极材料成为研究的新方向。磷酸铁锂的产生就恰恰弥补了这些不足， 磷酸铁锂的原材料来源广泛、价格廉价、热稳定性好、循环性能好、比能量高、安全性能突出以及绿色环保等特点，是最具潜力的正极材料之一。所制作的锂离子电池具有、电压高、工作温度范围大、无污染和安全性能好、自放电小、循环使用寿命长等独特的优势，其应用和范围越来越广泛，发展前景越来越好[1]，必将成为电池产业发展的重点和热点。
1.1锂离子电池简介
1.1.1锂离子电池的发展历史
锂是自然界最轻的金属元素，密度小，具有最低的电负性，（体积比容量为2.06Ah•cm-3,质量比容量为3.86Ah•g-1 ）长镍电池期以来就受到人们的极大的关注。希望以锂为电极材料制造出比高的蓄电池的产生。上世纪七十年代，出现了一种以锂离子作为负极材料的一次电池，该电池的能量也比较高，并且得到了广泛应用。锂离子一次电池具有以下几个优点：