锂离子电池正极材料LiFePO4掺杂改性研究进展(2)

2 i掺杂对 LF P 4构及电化学 T4+ ie 0结性能的影响曲涛等人㈣采用固相法合成了 L yi e 0,究了钛的 i T￣ P 4研 _ F掺杂量、焙烧温度和焙烧时间对 L,i P 化学性能的 i TTe O电 -影响。通过正交实验[93 )定合成 L】 ye O的最佳工 L (3】确 i Ji P 一 F艺为：杂 T4量摩尔分数为 1,烧温度为 7 0℃,烧时掺 i+%焙 0焙

性能。研究表明，少量镍离子掺杂有效提高了 LF P ieO的比容量和循环性能，其中 L N F P 有更好的电化学性能， 7 e O具

放电比容量高出 LF P 3 Ahg ie O约 0m/,其主要原因是镍离子掺杂不仅改变了晶体中原子间距离和位置，引起晶胞收缩；而且增加了 LFP F F共存态的浓度，高了材料的导 ieO中 e/e+提电能力。 王晓琼等人口采用固相法合成了 LF。x xO (

O ie一 P Ni 、

间为 1。经实验验证， 6h优化后的合成工艺有利于提高 LF ieP 电化学性能。 O的

015 010010 01 0010 010。在低放电倍率(.lC .、.1、.、.、.、.5 ) 0 2 3 4 01 )时， ie N oo的首次放电比容量最大为 1 0 LF 0 P 4 mAhg较/,LF P 加了 1%;. ie O增 2 01 C放电时，其比容量为 14mA/, 5 1 hg较 LFP 加了 3%。认为少量 Ni杂可提高 LFP ie O增 2掺 ie O的

胡成林等人【采用固相法合成了 LF P L xi e l 5] ieO及 i Tx— FP 00 500、 .、.3。通过 X D分析及电化学测试， O( .0、.100 0O ) 2 R 研究了 T掺杂对材料的结构和电化学性能的影响。研究表 i

放电容量的原因可能是 Ni替代部分 F, e改变了 LF P ie O的晶胞参数，品的粒径变小，样获得了完全连续固熔的 LF i O。 ie P李新海等人 _采用高温固相法合成了 LF O,究 2 l】 ie9 P研 Ni了工艺条件对样品性能的影响。利用 X D和 S M对样品晶 R E

明，掺人少量的 T可以减小晶胞体积，,有效地提高了 LF— ieP O的循环性能和比容量。当 T的掺人量摩尔分数为 1 i%时， 在 5/充放电电流下，首次放电比容量为 1 3 lg 0 mAg的 2 d; mA

经过 6 0次循环后，比容量基本上无衰减。G a n人通过球磨一温固相法以 LO H0、 u nWag等高 iH

体结构、表面形貌等进行表征，结果表明，温度和时间对LF。 P晶体结构及材料性能均有较大影响，中 ie9 N O其

FC 0 2 N H P e: 2H0、 H,:O和质量分数 5%的乙炔黑为原料合成了掺 T的 LF P 4采用 XR T M、 E等技术对其进行表 i ie 0, D、 E S M征。果表明，过 C包覆和掺杂 T的 LF P 有良好的电结经 i ie O具

60℃下焙烧 2 合成出的样品电化学性能最佳； 2 A g 5 0h以 0m/恒流充放电时，首次放电比容量可达 15 4 mAhg循环 3/, O周后比容量仍

为 l 5 3 mAhg容量衰减仅为 6%。/, . 9

化学性能，中 L T F P 4其 i9i e 0/ 9 C的性能最好， . C放电时， 0 2首次放电比容量为 145mAh; 10周循环后，量保持率 5. /经 2 g容为 9%。 2

庄大高等人【采用水热法在 l0℃下合成了单相的 2引 6LF P LF。Ni50。 5 0℃聚丙稀裂解碳包覆后得到 ie O和 ie9。t 经 5 5 o' LF P 4的颗粒尺寸在 2 0n左右，碳包覆镍掺杂 ie 0/ C 0 m

H G orn U u— g等人旧通过高温固相法以 L2O、米级 o i纳 C TO、e 2 H0、 42O i F C0 2 NHH P和葡萄糖为原料合成了LlJi e 0/采用 XR S M、分析和 E S等技术对样品 i xP4— F C, D、E C I进行结构表征。果表明，量 T掺杂并没有改变 LF P 结少 i ieO的晶体结构，阻抗较未掺杂的样品小，过充放电测试表明，其通 L i F P d表现出良好的电化学性能， - C放电时， eO C 03 首次放电比容量为 167 4 .mAhg /。

LF。Ni 0/ ie。。 4 5￣ C的颗粒尺寸在 10n以下。电化学测试表 0 m明， ie 0 C和 LF。N。P 4以 01 LFP 2 ie。 i o/ 5 c . C放电时，首次放电 比容量分别达到 14mA/ 5 hg和 19mM￣; ie9 o '4 4 l g LF nNiJo/ 5 o c

具有更优异的倍率性能， . C和 1C循环 10周后的放电比 05 0容量分别为 1 7 4/ mAh g和 14m/。 3 Ahg

黄映恒等人采用高温固相法合成了 LNxe_ O (=、 i i。P 4 O F￣ x

0 10 30 501) .、.、.、.。研究了 N的掺杂量对 L e( '的 0 0 0 0 i iP4 F 5陛能影响，其中 LNi e P i。 O具有比 LF P F ie O更好的电化学性能，以 8 A g充放电时，第二周放电比容量为 132 8 0m/ 3. 7m/,环 2 Ahg循 0周后为 176 5 2. 5 mAhg/。

掺杂少量的 T可以显著提高 LF P ie O的充放电容量和循环性能，其原因可能是掺杂的金属离

子以固熔体形式存在，并占据锂的位置，引起晶胞收缩，i L一 0原子问平均距离增加， F一原子间平均距离下降，成了有利于锂离子脱嵌的结构。 e0形

掺杂少量的 Ni可显著提高 LFP ieO的充放电容量和循环

3}掺杂对 LF P结构及电化学、 l ie O4性能的影响习小明等人[利用共沉淀法合成了 L￣ xe O (: 1 8 1 i Ni P 一 F x0O、.0、.10O ) . 00 5 0O、.3。通过 X D对元素组成及电化学性能 0 R

性能，其原因可能是随着镍掺杂量的增加，面间距、、、 a轴 b轴 C轴的长度和晶胞体积下降。明镍掺杂后的样品比未掺杂样品说的晶格参数和晶胞体积有一定程度的收缩，且收缩程度随着掺杂量的增加而增加。由于 N的有效离子半径(9p ) L+ 6 r与 I的 o有效离子半径(8 r)近，可能占据 M1置，者 M2 6 o相 p Ni位或位置，变了阳离子的外层电子能量分布，而提高了材料的改从

研究表明，少量 N的掺杂未影响材料晶体结构，. C放电 01 时，= .1品的首次放电比容量可达 13 A/,0周循 x OO样 4 . m hg2 2环后放电比容量为 1 1 Alg容量衰减仅为 84性能提 3.m￣, 2 .%;

导电能力，进而提高材料的充电性能。另外 Ni掺杂导致了烧

2 1 V l4 N 003 03 0 3

30 0

锂离子电池

结过程中产生晶体结构缺陷，提高了材料的电子导电性，而从改善了材料的充放电性能。

以 Z r 0为 Z nNO) 6 2 Hz n源，糖为 C源， LF P 蔗对 ie O进行了 F位掺杂和碳包覆研究。用 X D、 e R电化学技术研究了材料的结构和电化学性能。结果表明，样品具有橄榄石型结构；从 LF P、i 0 e9'4 LZ㈣F o 0/其电荷转移阻抗 ie04LZ l 0r到 in e￣ 4 F 9o C,

4 Mn+杂对 LF P结构及电化学 2掺 ie 04性能的影响唐致远等人[利用高温固相法，在惰性气氛下合成了掺Mn的 LF P 4考察了 Mn掺杂量对 LF P 4构及其电 ie 0。 z的 ie 0结

逐渐减小，材料的可逆能逐渐增强。掺杂后的材料初始容量和循

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