ti離子摻雜對(duì)lifepo4材料性能的影響

《ti離子摻雜對(duì)lifepo4材料性能的影響》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、Ti離子摻雜對(duì)LiFePO4材料性能的影響Ti離子摻雜對(duì)LiFePO材料性能的影響/胡成林等?147?Ti離子摻雜對(duì)LiFePO4材料性能的影響胡成林,代建清,戴永年,易惠華(昆明理工大學(xué)材料與冶金工程學(xué)院,真空冶金國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室,昆明650093)摘要采用固相法合成了鋰離子電池正極材料LiFeP04.為了提高LiFePO4的電化學(xué)性能,用Ti4對(duì)LiFe—P04進(jìn)行摻雜.通過(guò)X射線衍射分析及電化學(xué)測(cè)試,研究了Ti摻雜對(duì)材料的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響.以【』.PO4為鋰源,(C4H90)4Ti為摻雜源,合成了單一相Lil-

2、-xTi~FeP(1)4(=0.005,0.01,0.02和0.03).實(shí)驗(yàn)研究表明,摻入少量的Ti",可以減小晶胞體積,有效地提高了LiFeP04的循環(huán)性能和比容量.當(dāng)(C4H0)Ti的摻入量為1mol時(shí),在50mA/g的充放電電流下,首次放電比容量為123mAh/g;經(jīng)過(guò)60次循環(huán)后,容量基本上無(wú)衰減.關(guān)鍵詞鋰離子電池LiFePO4Ti摻雜中圖分類號(hào):TM912文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:AInfluenceofTiIonDopingonthePerformanceofLiFePO4HUChenglin,DAIJianqing,DA

3、IYongnian,YIHuihua(FacultyofMaterialsandMetallurgicalEngineering,NationalEngineeringLaboratoryofVacuumMetallurgy,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650093)AbstractInordertoimprovetheelectrochemicalperfonuanceofLiFePO4,Lil--xTLFePO4(=0.005,0.01,O.02and

4、0.03)withTi"dopantispreparedbysolidstatereactionusingLi3PO4asLithiumprecursorand(C4H9O)4Tiasdc)pantsource.InfluenceofTi4dopantonstructureandelectrochemicalperformanceofLil-.TFeP04materialareinvestigatedbyX-raydiffractionandcharge-dischargetests.Theresultsshowthat

5、lowconcentrationTidopantcandecreasethelatticevolumeandincreasethecapacityandcycleperfonuancesofLiFePO4.Whenthedopantconcentrationof(C4H90)4Tiis1mol,thefirstdischargecapacityofLio.99Ti001FePOeis123mAh/gat50mA/gcharge-dischargerates.After60cycles,thecapacityfadeisn

6、eglectable.KeywordsLi-ionbattery,LiFePO4,Tiiondoping0前言1實(shí)驗(yàn)隨著社會(huì)的進(jìn)步,人們對(duì)化學(xué)電源提出了更高的要求.高能量,低成本,長(zhǎng)壽命,環(huán)保是新一代化學(xué)電源所追求的目標(biāo).自1997年發(fā)現(xiàn)橄欖石型結(jié)構(gòu)的LiFePO4能可逆地嵌入和脫嵌鋰離子[1]以來(lái),LiFePO4因其價(jià)格低廉,安全性高,對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛的重視,被認(rèn)為是最具潛力的鋰離子電池正極材料之一l_2].其工作電壓在3.4V左右,理論比容量為170mAh/g.但由于自身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),LiFePO4的導(dǎo)電能力

7、較低,大電流充放電會(huì)導(dǎo)致可逆容量的損失.經(jīng)研究表明,表面包覆和高價(jià)態(tài)陽(yáng)離子摻雜能有效地提高LiFePO4的導(dǎo)電能力,改進(jìn)大電流充放電性能[5].目前,國(guó)內(nèi)多以Lizc()3為鋰源,采用高溫固相法合成LiFePO4[9^d,但以Li.P04為鋰源的鮮有報(bào)道.Yamada等認(rèn)為以磷酸鹽為前驅(qū)體,樣品產(chǎn)出率高,便于大規(guī)模生產(chǎn)[1.本文以LhPO4為鋰源,(C4Hs0)Ti為摻雜源,采用高溫固相法合成鈦離子摻雜化合物L(fēng)i一Ti~FePO4,用X射線衍射(Ⅺ)和恒電流充放電測(cè)試方法研究了鈦離子摻雜對(duì)LIFeP04性能的影響.L1樣

8、品制備將FeC204?2H20,Li3PO4,(NH4)2HPO4和(C4H90)4Ti按化學(xué)計(jì)量配比,以無(wú)水乙醇作為分散劑,球磨6h混合均勻.烘干后,在氮?dú)鈿夥障掠?00℃保溫24h,合成Li一TLFePO4(其中的值分別為0.005,0.01,0.02,0.03),隨爐冷卻至室溫.將正極活性物質(zhì)粉末,導(dǎo)電劑(乙炔