溶膠—凝膠法制備二次電池正極LiFePO4-C復合材料的微結構及其電化學性能研究.pdf

1、本文按以下方法制備LiFePO4/C二次電池正極復合材料：用溶膠-凝膠法合成LiFePO4，以抗壞血酸、D-果糖為碳源制備碳包覆的LiFePO4材料，再對碳包覆LiFePO4材料進行不同含量的Zn摻雜。采用XRD、SEM、EDS等方法研究其微結構和形貌；以正電子湮沒壽命譜分析材料的電子密度；并通過交流阻抗分析、循環伏安測試以及首次充放電測試等手段對其電化學性能進行分析。實驗結果如下：
　　 (1)實驗結果顯示，當LiFePO4/

2、C復合材料的鋰鐵比為1:1，碳鐵比為0.1:1，預燒溫度為400℃，預燒時間為3.5h，焙燒溫度為800℃，焙燒時間為15h時，所制備的LiFePO4/C復合材料的自由電子密度較高，電化學性能最好。
　　 (2)比較了兩種不同碳源碳包覆對材料性能的影響。XRD和SEM結果表明，以D-果糖作為碳源合成的顆粒其晶型和尺寸均優于以抗壞血酸為碳源合成的顆粒；正電子湮沒壽命譜結果顯示，以D-果糖作為碳源制備的LiFePO4/C復合材料其自

3、由電子密度比以抗壞血酸為碳源合成的高。電化學性能測試結果顯示，以D-果糖為碳源合成的LiFePO4/C復合材料的首次充電比容量達到120 mAh·g-1，放電比容量82 mAh·g-1；以抗壞血酸為碳源合成的LiFePO4/C復合材料的首次充電和放電比容量分別為92 mAh·g-1和50mAh·g-1；前者的電化學性能明顯比后者的好。
　　 (3)研究了Zn摻雜對碳包覆LiFePO4材料結構和性能的影響，實驗發現：Zn的摻雜不影