發(fā)布時間：2024-06-30 11:34

　　鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰具有其能量密度高、成本低廉、無毒、安全性能高、優(yōu)秀熱穩(wěn)定性和良好的充放電性能等諸多優(yōu)點(diǎn),它還擁有3.4V適中的平穩(wěn)放電平臺和170mAh/g的理論比容量。磷酸鐵鋰的合成條件和電化學(xué)特征主要取決于前驅(qū)體,一個好的前驅(qū)體能夠?yàn)榱姿徼F鋰材料提供更優(yōu)秀的電化學(xué)性能。磷酸鐵具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)、成本較低、安全性能高、環(huán)境友好等諸多優(yōu)點(diǎn),最主要的是磷酸鐵和磷酸鐵鋰的晶體結(jié)構(gòu)相似、晶胞參數(shù)也相近,選擇磷酸鐵作為前驅(qū)體,制備磷酸鐵鋰正極材料,可以有效的控制磷酸鐵鋰的粒徑大小等因素,因此磷酸鐵是鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的理想前驅(qū)體。 本文采用七水合硫酸亞鐵和磷酸為起始反應(yīng)物,在添加氧化劑雙氧水前后,兩次調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液的pH值,制備出含有結(jié)晶水的白色磷酸鐵粉末材料。利用X-射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、熱重分析、紅外光譜和拉曼光譜對不同pH值的反應(yīng)體系下生成的磷酸鐵材料在結(jié)構(gòu)和形貌等方面進(jìn)行分析。結(jié)果表明：在使用雙氧水氧化反應(yīng)溶液中的二價鐵離子之前和全部氧化為三價鐵離子之后,使用低濃度的NaOH溶液將反應(yīng)體系中的pH值都調(diào)節(jié)到2.0處,本方法可在不加入任何添加劑的條件下,制備出粒徑分布均...

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
目錄
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 LIFEPO₄正極材料的發(fā)展歷程與研究
        1.2.1 材料簡介
        1.2.2 結(jié)構(gòu)
        1.2.3 電化學(xué)反應(yīng)性能及模型
    1.3 磷酸鐵鋰的主要制備方法
        1.3.1 固相法
        1.3.2 碳熱還原法
        1.3.3 水熱法
        1.3.4 溶膠凝膠法
        1.3.5 模板法
        1.3.6 其他合成方法
    1.4 磷酸鐵鋰的改性
        1.4.1 碳包覆方法
        1.4.2 摻雜方法
    1.5 磷酸鐵鋰的在水溶液中的電化學(xué)性能
    1.6 磷酸鐵的研究
        1.6.1 簡介
        1.6.2 磷酸鐵的合成方法
        1.6.3 磷酸鐵的應(yīng)用
    1.7 選題依據(jù)及主要研究內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)方法和儀器
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
    2.2 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備
    2.3 材料準(zhǔn)備
        2.3.1 前驅(qū)體FePO₄·2H₂0的制備
        2.3.2 LiFePO₄/C復(fù)合材料的合成
    2.4 表征技術(shù)
        2.4.1 結(jié)構(gòu)(XRD)分析
        2.4.2 形貌分析
        2.4.3 熱重(TG-DTA)分析
        2.4.4 紅外和拉曼光譜分析
        2.4.5 磷酸鐵鋰的電化學(xué)性能測試
第三章 球狀前驅(qū)體磷酸鐵的制備
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)方法的選擇
        3.3.2 pH_((1))值的不同對合成磷酸鐵的影響
        3.3.3 結(jié)晶水含量的測定
        3.3.4 晶格動力學(xué)
    3.4 本章小結(jié)
第四章 磷酸鐵鋰材料的合成
    4.1 引言
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 不同球磨方法對磷酸鐵鋰形貌的影響
        4.2.2 不同碳含量對磷酸鐵鋰形貌的影響
    4.3 LIFEPO₄/C材料的表征分析
        4.3.1 物相分析
        4.3.2 形貌分析
        4.3.3 紅外和拉曼分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 LIFEPO₄/C復(fù)合材料的電化學(xué)性能
    5.1 引言
    5.2 結(jié)果與討論
        5.2.1 電解質(zhì)鋰鹽的選擇
        5.2.2 不同球磨方法的CV對比
        5.2.3 不同蔗糖含量的CV對比
        5.2.4 鋰離子的擴(kuò)散系數(shù)
    5.3 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果



本文編號：3998716