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,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特征主要取決于前驅體,一個好的前驅體能夠為磷酸鐵鋰材料提供更優(yōu)秀的電化學性能。磷酸鐵具有穩(wěn)定的結構、成本較低、安全性能高、環(huán)境友好等諸多優(yōu)點,最主要的是磷酸鐵和磷酸鐵鋰的晶體結構相似、晶胞參數(shù)也相近,選擇磷酸鐵作為前驅體,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體。 本文采用七水合硫酸亞鐵和磷酸為起始反應物,在添加氧化劑雙氧水前后,兩次調(diào)節(jié)反應溶液的pH值,制備出含有結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值的反應體系下生成的磷酸鐵材料在結構和形貌等方面進行分析。結果表明：在使用雙氧水氧化反應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 結構
        1.2.3 電化學反應性能及模型
    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 磷酸鐵的應用
    1.7 選題依據(jù)及主要研究內(nèi)容
第二章 實驗方法和儀器
    2.1 實驗試劑
    2.2 實驗儀器設備
    2.3 材料準備
        2.3.1 前驅體FePO₄·2H₂0的制備
        2.3.2 LiFePO₄/C復合材料的合成
    2.4 表征技術
        2.4.1 結構(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 磷酸鐵鋰的電化學性能測試
第三章 球狀前驅體磷酸鐵的制備
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
    3.3 結果與討論
        3.3.1 實驗方法的選擇
        3.3.2 pH_((1))值的不同對合成磷酸鐵的影響
        3.3.3 結晶水含量的測定
        3.3.4 晶格動力學
    3.4 本章小結
第四章 磷酸鐵鋰材料的合成
    4.1 引言
    4.2 結果與討論
        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
第五章 LIFEPO₄/C復合材料的電化學性能
    5.1 引言
    5.2 結果與討論
        5.2.1 電解質鋰鹽的選擇
        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 鋰離子的擴散系數(shù)
    5.3 本章小結
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間取得的研究成果



本文編號：3998716