学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

锂离子电池正极材料LiFePO_4交流阻抗的研究

作　者: 杨传浩
导　师: 谷亦杰
学　校: 山东科技大学
专　业: 材料学
关键词: 锂离子电池正极材料 LiFePO4 改性研究电化学性能
分类号: TM912
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 277次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

橄榄石型的LiFePO4因具有比容量高、原料资源丰富、安全性好和环境友好等优点,被认为是最有应用潜力的新型锂离子电池正极材料。但是LiFePO4的电子电导率和锂离子传导率均较低,使其在高倍率充放电时容量偏低。因此为了推动这种材料的广泛应用必须对其进行改性研究,提高它的电子电导率和锂离子扩散能力。本文以碳酸锂、草酸亚铁、磷酸氢二铵、蔗糖以及金属盐为主要原料采用固相烧结法制备出掺杂金属离子的LiFePO4/C复合正极材料。利用SEM (Scanning electron microscope,扫描电子显微镜观察)、充放电测试、交流阻抗(Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS)等实验手段,对材料的表面形貌和电化学性能进行了研究。利用碳对LiFePO4进行表面修饰,以葡萄糖为碳源,合成出了LiFePO4/C复合正极材料。研究了不同掺碳量对材料性能的影响。结果表明：引入碳元素后,材料仍然保持标准的橄榄石型LiFePO4的晶体结构；其充放电性能得到了显著改善,其首次放电容量达到140mAh/g；随着碳含量的增加,材料的电化学阻抗明显减小,锂离子扩散系数提高。对LiFePO4/C复合材料进行了较为详细的金属离子掺杂改性研究。结果表明：在所掺杂的范围内,材料均保持着橄榄石型的LiFePO4结构。其充放电比容量均比未掺杂时有所提高。材料的溶液电阻和电荷转移电阻明显减小,双电层电容值变化不大,Warburg阻抗值减小,锂离子扩散系数提高了3个数量级,达到了5.8×10-14cm2/s,材料具有更优异的电化学性能。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
1 绪论  11-21
  1.1 课题提出的背景  11-12
  1.2 锂离子电池的组成和工作原理简介  12-14
  1.3 锂离子电池正极材料磷酸铁锂的研究进展  14-16
  1.4 交流阻抗技术的研究进展  16-19
  1.5 本论文的选题意义和研究内容  19-21
2 实验方法、原材料与设备及测试手段  21-26
  2.1 实验原材料和设备  21-22
    2.1.1 实验原材料  21-22
    2.1.2 主要实验设备  22
  2.2 磷酸铁锂掺杂材料合成方案的确定  22-23
  2.3 材料的性能表征  23
  2.4 模具电池的制作与测试  23-26
    2.4.1 模拟电池的组装  23
    2.4.2 电化学性能测试  23-24
    2.4.3 等效电路的选择  24-25
    2.4.4 等效电路拟合模型的选择  25
    2.4.5 电化学阻抗谱的拟合  25-26
3 磷酸铁锂的表面改性研究  26-34
  3.1 引言  26
  3.2 碳对磷酸铁锂的表面改性  26-33
  3.3 本章小结  33-34
4 金属离子体相掺杂改性磷酸铁锂  34-53
  4.1 概述  34-35
  4.2 样品的制备  35
  4.3 掺杂改性研究  35-52
  4.4 本章小结  52-53
5 结论  53-55
致谢  55-56
硕士期间发表论文情况  56-57
参考文献  57-60

锂离子电池正极材料LiFePO_4交流阻抗的研究

内容摘要

全文目录

相似论文