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La_（0.7）Sr_（0.3）MnO_3包覆LiFePO_4/C的制备与性能研究

作　者: 王彦平
导　师: 郭瑞松
学　校: 天津大学
专　业: 材料学
关键词: 锂离子电池磷酸铁锂锰酸锶镧复合包覆
分类号: TM912
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文使用溶胶凝胶法制备LiFePO₄/C前驱体,并在管式炉中还原性气氛下合成了LiFePO₄/C复合材料。为改善复合材料的电化学性能,使用导电金属氧化物La_0.7Sr_0.3MnO₃对其进行了包覆。利用XRD、TEM等测试方法对正极材料的组成和微观形貌进行了分析,组装成扣式电池后,采用恒电流充放电技术、交流阻抗技术与循环伏安法测试其电化学性能。在制备过程中降低C添加量,同时提高LSM添加量,考察不同包覆配比对材料电化学性能的影响。分别制备了碳添加量为0.7倍、0.9倍、1.2倍、2.0倍,LSM包覆量为3%—10%不等的复合材料。测试结果显示,包覆量为6%左右时,材料首次充放电容量最大。添加0.7倍草酸、包覆6%LSM的样品在0.1C、0.2C、0.5C和1C下分别为141.5 mAh·g^-1、120.1 mAh·g^-1、99.9 mAh·g^-1和80.7 mAh·g^-1。不包覆LSM的样品在0.1C、0.2C、0.5C和1C下分别为119.0 mAh·g^-1、47.1 mAh·g^-1、26.6 mAh·g^-1和20.6 mAh·g^-1。说明LSM包覆能够提高材料的充放电性能,特别是高倍率下的充放电性能。材料循环性能测试结果发现,在0.1C倍率下,十次循环后添加0.7倍草酸、包覆7% LSM的样品放电容量仍有126.1 mAh·g^-1,容量损失最小,只有2.8%。在1C倍率下,十次循环后添加0.7倍草酸、包覆6% LSM的样品容量损失最小,为4.6%。材料循环伏安法测试结果显示,添加2.0倍草酸、包覆3% LSM的样品三次循环的曲线基本重合,说明该样品在循环过程中几乎没有极化现象产生。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章文献综述  7-18
  1.1 前言  7
  1.2 锂离子电池的组成和工作原理  7-8
  1.3 锂离子电池正极材料  8-9
  1.4 锂离子电池正极材料LiFeP0_4  9-11
    1.4.1 LiFeP0_4的结构特点  9-10
    1.4.2 LiFeP0_4的充放电机理  10-11
    1.4.3 LiFeP0_4的电化学性能  11
  1.5 LiFeP0_4的合成与制备方法  11-14
    1.5.1 固相合成法  11-12
    1.5.2 液相软化学法  12
    1.5.3 LiFeP0_4的新型合成方法  12-14
  1.6 LiFeP0_4正极材料存在的问题  14
  1.7 LiFeP0_4正极材料的改性  14-17
    1.7.1 提高LiFeP0_4颗粒间导电性  14-15
    1.7.2 提高LiFeP0_4颗粒内部本征导电能力  15-16
    1.7.3 优化合成工艺细化颗粒  16-17
    1.7.4 提高LiFeP0_4材料堆积密度  17
  1.8 本课题的研究内容和创新点  17-18
    1.8.1 课题的研究内容  17
    1.8.2 课题的创新点  17-18
第二章实验过程与研究方法  18-23
  2.1 实验原料和仪器  18-19
  2.2 溶胶-凝胶法制备LiFePO_4/C正极材料  19
  2.3 溶胶-凝胶自燃法制备La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3  19-20
  2.4 LSM包覆LiFePO_4/C正极材料  20
  2.5 组装扣式电池  20-21
  2.6 LiFePO_4材料性能的测试和分析方法  21-23
第三章结果与讨论  23-44
  3.1 LSM和C共同包覆LiFeP0_4材料的改性研究  23-35
    3.1.1 物相分析  23-24
    3.1.2 粉末微观结构分析  24
    3.1.3 电化学性能分析  24-35
  3.2 LSM包覆工业生产LiFeP0_4材料的改性研究  35-44
    3.2.1 物相分析  36
    3.2.2 粉末微观结构分析  36-37
    3.2.3 电化学性能分析  37-44
第四章结论  44-45
参考文献  45-49
发表论文和科研情况说明  49-50
致谢  50

La_（0.7）Sr_（0.3）MnO_3包覆LiFePO_4/C的制备与性能研究

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