收藏本站
《武汉大学》 2005年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

新型锂离子电池正极材料LiFePO_4/C的合成及其改性研究

周新文  
【摘要】:锂离子电池正朝着高能量密度、高安全性、高电化学性能的方向发展,目前研究主要集中在电极材料、电解液、隔膜和相关工艺上。LiFePO_4结构稳定、资源丰富,安全性能好、无毒对环境友好,且理论容量高达170mAh/g。一系列研究表明LiFePO_4已经成为最有前途的锂离子电池正极材料之一。但LiFePO_4存在致命的缺点,那就是LiFePO_4的电子导电率和锂离子扩散速度低,另外LiFePO_4本身密度小,导致体积能量密度低,影响该材料的实用化。目前用来提高LiFePO_4电化学性能的方法主要有三种:改进合成方法得到颗粒小且分布均匀的产物;掺杂导电剂,主要是掺杂碳或者金属粉末;掺杂金属离子,从本质上提高材料的导电性。 本文从掺杂导电剂的思想上入手,以蔗糖为碳源,采用固相法一步焙烧制得LiFePO_4/C材料,采用TG/DTA、XRD、EA(元素分析)、SEM、CV(循环伏安)等手段对材料进行表征,在不同条件下测试了材料的电化学性能。结果表明,650℃下焙烧24h得到的样品表现出较好的电化学性能,10mA/g的电流密度下首次放电容量为125mAh/g,100mA/g的电流密度下,首次放电容量为100mAh/g。 流变相法已经成功地用于合成锂离子电池电极材料,如尖晶石LiMn_2O_4、层状LiMnO_2、LiNiO_2、ZnCO_2O_4等。这里我们采用流变相法合成出了LiFePO_4/C正极材料,同时引入了一种新的碳源—柠檬酸。材料表现出较好的电化学性能,尤其是高倍率性能,10mA/g的电流密度下,首次放电比容量为121mAh/g,10圈之后容量为135mAh/g;100mA/g的电流密度下,首次放电容量为110mAh/g,100圈之后容量仍高于100mAh/g,说明碳掺杂能有效的改进材料的电导率,同时研究了材料在55℃下的电化学性能。结果表明,与固相法相比,流变相法焙烧温度低、时间短,为合成掺碳LiFePO_4提供了一种新方法。 LiFe_(1-x)Mn_xPO_4充放电过程中包含两个区域,一个在4.0-4.1V,另一个在3.5-3.6V,分别对应于Mn~(3+)/Mn~(2+)和Fe~(3+)/Fe~(2+)电对相对锂的电极电势,因此可以作为4V正极材料使用。本章采用流变相法合成出了一系列LiFe_(1-x)Mn_xPO_4/C材料。结果表明,X=0.6时材料表现出较好的电化学性能,但容量偏低,有待进一步优化合成条件,提高其电化学性能。 最后,采用差示扫描量热法(differential scanning calorimetry,DSC)初步探讨了几种
【学位授予单位】:武汉大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TM911

手机知网App
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 杨传浩;锂离子电池正极材料LiFePO_4交流阻抗的研究[D];山东科技大学;2010年
2 韩翀;球形磷酸铁锂/镍复合材料的制备过程研究[D];江苏大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡环宇,仇卫华,李发喜,赵海雷,王碧燕;正极材料LiFePO_4的电化学性能的改进[J];北京科技大学学报;2003年06期
2 曹笃盟,李志友,周科朝;锂离子电池正极材料热稳定性研究进展[J];材料导报;2003年09期
3 陈立泉;锂离子电池正极材料的研究进展[J];电池;2002年S1期
4 吕正中,周震涛;LiFePO_4/C复合正极材料的结构与性能[J];电池;2003年05期
5 王静,余仲宝,初旭光,万新华,刘庆国;锂离子电池安全性研究进展[J];电池;2003年06期
6 黄学杰;锂离子电池正极材料磷酸铁锂研究进展[J];电池工业;2004年04期
7 施志聪,李晨,杨勇;LiFePO_4新型正极材料电化学性能的研究[J];电化学;2003年01期
8 甘晖,童庆松,张晓勤;由PAM合成磷酸亚铁锂/碳及其充放电性能研究[J];福建师范大学学报(自然科学版);2003年03期
9 白莹,吴锋,吴川;新型锂离子电池正极材料LiMPO_4(M=Fe,Mn)的谱学和电化学研究[J];光散射学报;2003年04期
10 倪江锋,苏光耀,周恒辉,陈继涛;锂离子电池正极材料LiMPO_4的研究进展[J];化学进展;2004年04期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 李发喜;仇卫华;胡环宇;赵海雷;王碧燕;;铬离子掺杂对微波合成LiFePO_4电化学性能的影响[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年
2 施志聪;李益孝;叶维玲;杨勇;;新型有序纳米多孔磷酸钛正极材料的制备和电化学性能研究[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐玲;刘昌龄;吴世彪;童彬;陈少华;徐立红;;正交法优化电沉积CuInSe_2薄膜条件的研究[J];安徽教育学院学报;2006年03期
2 谭婷婷;张淑珍;赵业军;;钛白副产硫酸亚铁制备铁系超细材料的研究进展[J];安徽化工;2011年03期
3 吕建;殷洪亮;;太阳电池及其发展方向[J];中国建设动态.阳光能源;2005年05期
4 殷洪亮;吕建;;浅析太阳电池并网发电技术[J];中国建设动态.阳光能源;2006年01期
5 吕建;殷洪亮;;浅谈风光互补发电系统的应用[J];中国建设动态.阳光能源;2006年03期
6 闫时建,田文怀,其鲁;锂离子电池正极材料钴酸锂近期研制进展[J];兵器材料科学与工程;2005年01期
7 吕宝堂,郑君,邹邦涛,王霞,贾兆滨;弱光非晶硅太阳电池的研制[J];半导体光电;2002年05期
8 王育伟;刘小峰;陈婷婷;姜春萍;王瑞林;;薄膜太阳电池的最新进展[J];半导体光电;2008年02期
9 王琦;王娜娜;于军胜;蒋亚东;;有机薄膜太阳电池的研究进展[J];半导体光电;2010年05期
10 吕宝堂,赵晖,郑君,贾兆滨,邹邦涛;非晶硅太阳电池的衰减与退火[J];半导体技术;2002年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郑春满;肖静;韦永滔;郭宇杰;谢凯;;Cu_xIn_yGa_zO_n纳米粉体的共沉淀法制备与表征[A];中国空间科学学会空间材料专业委员会2011学术交流会论文集[C];2011年
2 陶兴华;唐致远;陈武;;不同碳源对LiFePO_4/C复合材料性能的影响[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年
3 王敬;马兴泰;张莉;吴锋;;Y_2O_3对LaMg_(12)型储氢合金电化学性能的影响[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年
4 黄群英;郁金南;万发荣;李建刚;吴宜灿;;聚变堆低活化马氏体钢的发展[A];第十二届反应堆数值计算与粒子输运学术会议论文集[C];2008年
5 施志聪;李益孝;叶维玲;杨勇;;新型有序纳米多孔磷酸钛正极材料的制备和电化学性能研究[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年
6 周新文;张季平;刘浩文;郭光辉;雷太鸣;张克立;;LiFePO_4/C的合成及其电化学性能研究[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年
7 李仁贵;陈方;王小兵;胡国和;陈勉忠;邓正华;;锂盐掺杂聚苯胺修饰LiMn_2O_4正极材料的研究[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年
8 吕正中;周震涛;谢辉;;LiFePO_4/C复合正极材料的电性能研究[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年
9 张静;黄可龙;赵裕鑫;;水热法合成LiFePO_4及其电化学性能研究[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年
10 李爱菊;陈红雨;;环境友好材料的研究进展[A];低碳技术与材料产业发展研讨会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杭州明;Ti-V-Fe系储氢合金的微观结构及储氢性能研究[D];浙江大学;2010年
2 陈红;锂电池电极材料的磁性及电化学性质研究[D];吉林大学;2011年
3 窦树梅;锂离子电池正极材料Li-Ni-Mn-O体系的制备与改性研究[D];中国科学技术大学;2010年
4 李文成;电动汽车用C-LiFePO_4动力电池制备与性能研究[D];北京有色金属研究总院;2011年
5 郎俊伟;用于超级电容器的金属氧化物及其复合电极材料的制备与性能研究[D];兰州理工大学;2010年
6 李灵均;综合利用红土镍矿制备锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2和LiFePO_4的研究[D];中南大学;2011年
7 蒋庆来;浆料喷雾干燥法制备球形锰酸锂正极材料及其改性研究[D];中南大学;2011年
8 伍凌;综合利用钛铁矿制备锂离子电池正极材料LiFePO_4和负极材料Li_4Ti_5O_(12)的研究[D];中南大学;2011年
9 彭春丽;锂离子电池正极材料LiFePO_4与Li_2FeSiO_4的合成及性能研究[D];中南大学;2011年
10 曹雁冰;聚阴离子型铁系锂离子电池正极材料的合成及改性研究[D];中南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨传浩;锂离子电池正极材料LiFePO_4交流阻抗的研究[D];山东科技大学;2010年
2 秦明;锂离子电池正极材料磷酸锰锂合成方法的研究[D];山东科技大学;2010年
3 邱素芬;MgMn双元素掺杂改性LiFePO_4的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
4 徐乐;树脂炭包覆微晶石墨作锂离子电池负极材料研究[D];长沙理工大学;2010年
5 朱伟;熔盐法制备LiFePO_4锂离子电池正极材料的研究[D];长沙理工大学;2010年
6 王国宝;高性价比锂离子电池正极材料磷酸铁锂的合成及改性研究[D];湘潭大学;2010年
7 陈卓;氢能载体甲基环己烷在Ni/γ-Al_2O_3催化剂上的脱氢反应研究[D];湘潭大学;2010年
8 聂正新;锂离子电池正极材料LiMPO_4(M=Mn,Fe)的第一性原理研究[D];江西师范大学;2010年
9 田慧;电极修饰对聚合物光伏电池性能及稳定性的影响[D];天津理工大学;2010年
10 张丽娜;锂离子电池成膜添加剂的选择和优化[D];河南师范大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡环宇,仇卫华,李发喜,赵海雷,王碧燕;正极材料LiFePO_4的电化学性能的改进[J];北京科技大学学报;2003年06期
2 曲涛;田彦文;翟玉春;;锂离子电池正极材料LiFePO_4的发展[J];材料导报;2004年02期
3 胡成林;代建清;戴永年;易惠华;;Ti离子掺杂对LiFePO_4材料性能的影响[J];材料导报;2007年07期
4 卢俊彪,张中太,唐子龙,郑子山;一种新型的锂离子电池正极材料——LiFePO_4[J];稀有金属材料与工程;2004年07期
5 吴宇平,方春荣,姜长印,方世壁;锂离子电池用无定形碳材料容量衰减机理[J];电池;1999年01期
6 陈立泉;锂离子电池正极材料的研究进展[J];电池;2002年S1期
7 侯宪鲁,南俊民;铁电极材料在电池中的应用[J];电池;2003年01期
8 仇卫华,赵海雷;Mn掺杂对LiFePO_4材料电化学性能的影响[J];电池;2003年03期
9 吕正中,周震涛;LiFePO_4/C复合正极材料的结构与性能[J];电池;2003年05期
10 高旭光,胡国荣,彭忠东,谭显艳;锂离子电池正极材料LiFePO_4[J];电池;2004年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 甘晖;LiFePO_4/C的合成、表征及电化学性能研究[D];福建师范大学;2003年
2 韩彬;锂离子电池新型正极材料LiFePO_4的研究与进展[D];天津大学;2005年
3 胡成林;锂离子电池正极材料磷酸铁锂的合成与改性研究[D];昆明理工大学;2007年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 舒叶;锂离子电池正极材料磷酸铁锂的复合改性研究[D];复旦大学;2011年
2 王二晓;沉淀法合成磷酸铁锂/碳复合材料的研究[D];重庆大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 林传刚,李晓干,仇卫华;锂离子电池正极材料LiNiO_2及其掺杂化合物[J];北京科技大学学报;2001年02期
2 仇卫华,林传刚,李智敏,路中琴,胡环宇,洪佳玲;Ni/Co比例对LiCo_xNi_(1-x)O_2电化学性能的影响[J];北京科技大学学报;2002年05期
3 唐致远,李建刚,薛建军,周征;LiNiO_2的制备与改性的探讨[J];电池;2001年01期
4 周恒辉,谷亦杰,陈继涛,杨正,孙杰;金属资源与电动车电池可持续发展战略[J];电池;2002年06期
5 刘汉三,杨勇,张忠如,林祖赓;锂离子电池正极材料锂镍氧化物研究新进展[J];电化学;2001年02期
6 施志聪,李晨,杨勇;LiFePO_4新型正极材料电化学性能的研究[J];电化学;2003年01期
7 甘晖,汪冰冰,连锦明;磷酸亚铁锂的合成及充放电性能研究[J];福建师范大学学报(自然科学版);2003年02期
8 王兆翔,李泓,吴川,高卫东,陈立泉,莫育俊,吴锋,黄学杰;锂离子电池相关材料的Raman光谱学研究[J];光散射学报;2001年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨蓉;赵铭姝;杜宝中;宋晓平;孙占波;;共沉淀法制备正极材料LiFePO_4的研究[J];稀有金属材料与工程;2007年S2期
2 李运姣,洪良仕,习小明;锂离子电池正极材料LiFePO_4的湿化学合成研究进展[J];矿冶工程;2005年04期
3 王婷;江涌;刘红飞;赵双群;;锂离子电池正极材料LiFePO_4的研究现状及趋势[J];宁夏工程技术;2009年01期
4 罗绍华;唐子龙;卢俊彪;张中太;闫俊萍;;LiFePO_4 基正极材料容量的温度敏感特性及交流阻抗谱研究(英文)[J];稀有金属材料与工程;2007年05期
5 杨威,曹传堂,曹传宝;共沉淀法制备锂离子电池正极材料LiFePO_4及其性能研究[J];材料工程;2005年06期
6 何雨石;廖小珍;马紫峰;原鲜霞;王保峰;蒋逸;;LiFePO_4/C复合正极材料的制备及其电化学性能研究[J];稀有金属材料与工程;2007年09期
7 张兵兵;杨长春;杜红军;徐松;伍伟峰;石永伉;;氢气还原法制备LiFePO_4及其电化学性能的研究[J];材料导报;2009年24期
8 梁风;戴永年;姚耀春;易惠华;于逢婕;胡成林;廖文明;;模板法合成孔状纳米级锂离子电池正极材料LiFePO_4[J];真空科学与技术学报;2009年S1期
9 曹小卫;张俊喜;;锂离子电池正极材料LiFePO_4离子掺杂改性研究进展[J];新技术新工艺;2008年07期
10 吕罡;刘心宇;敖敏;张汉城;郭亮;;锂离子电池正极材料的研究进展[J];电工材料;2006年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张卫东;汪小雅;周恒辉;陈继涛;;FTO包覆对锂离子电池LiFePO_4正极材料性能的影响[A];中国化学会第28届学术年会第10分会场摘要集[C];2012年
2 刘国强;曾潮流;杨柯;;锂离子电池钒系正极材料的研究概况[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
3 高剑;姜长印;应皆荣;李建军;万春荣;;超细LiFePO_4/C正极材料的制备及性能研究[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年
4 周新文;张季平;刘浩文;郭光辉;雷太鸣;张克立;;LiFePO_4/C的合成及其电化学性能研究[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年
5 华宁;王辰云;吐尔迪;韩英;康雪雅;;液相还原法制备正极材料LiFePO_4/C[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年
6 张静;黄可龙;赵裕鑫;;水热法合成LiFePO_4及其电化学性能研究[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年
7 黄维静;童庆松;李变云;李秀华;郑立群;;掺钴LiFePO_4/C的电化学性能研究[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年
8 周新文;王丽娜;刘巧云;宗红星;张克立;;新型锂离子电池正极材料LiFePO_4研究进展[A];中国化学会2005年中西部十五省(区)、市无机化学化工学术交流会论文集[C];2005年
9 杨书廷;董红玉;赵娜红;岳红云;杨金鑫;;Co对尖晶石LiMn_2O_4电化学性能的协同作用[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年
10 唐义会;曹传宝;文捷;翟华章;朱鹤孙;;锂离子电池正极材料LiFePO_4的合成及电化学性能[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 盛晓明 饶钦富;江西理工大与宜春共同打造“亚洲锂都”[N];中国矿业报;2009年
2 阎晶昌;天津建成锂离子电池材料生产线[N];中国化工报;2003年
3 罗海基;日开发出新型锂离子电池[N];中国有色金属报;2003年
4 兴 华;劣质锂离子电池引发隐忧[N];中国质量报;2004年
5 记者 王小龙;“豆荚”复合材料可延长锂离子电池使用寿命[N];科技日报;2011年
6 张长海;锂离子电池材料研究呼之欲出[N];中国有色金属报;2002年
7 记者 赵晖;锂电池“巨无霸”天大诞生[N];天津日报;2010年
8 本报记者 张迎增;锂离子电池:澳柯玛异军突起[N];中国高新技术产业导报;2002年
9 本报记者 纪爱玲;示范工程催生锂电池产业良机技术有待提高[N];中国高新技术产业导报;2009年
10 潘葆铸;锂离子电池设备打入日本市场[N];中国工业报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周园;锂离子电池正极材料尖晶石Li-Mn-Oxide的制备和性能研究[D];中国科学院研究生院(青海盐湖研究所 );2005年
2 刘伟;高能量密度存储材料LiNi_(1-x-y)Al_xMg_yO_2的制备及表征[D];吉林大学;2006年
3 魏英进;锂离子电池锰基正极材料的合成与表征[D];吉林大学;2004年
4 汤宏伟;锂离子电池正极材料LiNi_(1-x)M_xO_2(M=Co,Al,Mn)的研究[D];湖南大学;2003年
5 潘芳芳;锂离子电池正极材料LiFePO_4的合成、改性以及界面研究[D];中国科学技术大学;2011年
6 张宝;锂离子电池正极材料LiMPO_4(M=Fe,Mn)的合成与改性研究[D];中南大学;2005年
7 罗文斌;Al、Mg和Mn-Mg掺杂对LiCoO_2和LiNi_(1/3)Mn_(1/3)Co_(1/3)O_2结构、电化学和热稳定性能的影响[D];中南大学;2010年
8 彭文杰;锂离子电池正极材料的合成与性能及电池制作技术研究[D];中南大学;2001年
9 杨志;锂离子电池层状正极材料及其前驱体的制备与性能研究[D];中南大学;2010年
10 杜柯;锂离子电池正极材料的制备与性能改进[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周新文;新型锂离子电池正极材料LiFePO_4/C的合成及其改性研究[D];武汉大学;2005年
2 高旭光;固相法合成LiFePO_4及其改性研究[D];中南大学;2005年
3 赵新生;水热法制备锂离子电池正极材料LiFePO_4[D];天津大学;2008年
4 李若愚;锂离子电池用正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2的研究[D];中南大学;2005年
5 张花蓉;锂离子电池用含镍、锰正极材料的湿化学法合成研究[D];四川大学;2003年
6 姚耀春;锂离子电池正极材料锂锰氧的研制[D];昆明理工大学;2003年
7 张新龙;锂离子电池正极材料LiFePO_4的合成与改性研究[D];中南大学;2004年
8 黄玉代;低热固相法合成锂离子电池Li-Mn-O系正极材料及其性能表征[D];新疆大学;2004年
9 严立云;锂离子电池正极材料LiMn_2O_4的合成与表征[D];吉林大学;2005年
10 沈培智;锂离子电池正极材料LiMn_2O_4的制备及性能研究[D];新疆大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026