以Fe2O3为原料制备LiFePO4/C复合材料及其性能研究
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LiFePO4C复合正级材料的制备及其性能研究的开题报告一、研究背景锂离子电池作为目前应用最广泛的可充电电池,近年来得到了极大的发展。
其中正极材料对电池性能的影响至关重要,因此正极材料的研究一直备受关注。
LiFePO4C复合正级材料以其高比能量、高安全性和低成本等优点,成为研究热点之一。
近年来,由于其优秀的性能,在3C锂离子电池、动力电池和新能源汽车等领域逐渐得到应用。
因此,对LiFePO4C复合正级材料进行深入研究,有效促进锂离子电池的发展。
二、研究内容本文旨在制备LiFePO4C复合正级材料,并对其性能进行系统研究,包括电化学性能、热力学性能和物相结构等方面。
具体研究内容包括:1.制备LiFePO4C复合正级材料:采用固相合成法或水热法制备LiFePO4C复合正级材料,并通过X射线衍射、扫描电镜等手段对其物相结构、形貌和组成进行表征。
2.电化学性能测试:通过充放电循环测试、交流阻抗谱测试等手段对LiFePO4C复合正级材料的电化学性能进行测试,并分析其性能的影响因素。
3.热力学性能测试:利用热失重分析仪等手段对LiFePO4C复合正级材料的热稳定性进行测试,并建立热稳定性与电池性能之间的关系模型。
4.物相结构分析:通过X射线衍射和拉曼光谱等手段对LiFePO4C复合正级材料的物相结构进行分析,比较不同制备方法对物相结构的影响。
三、研究意义通过对LiFePO4C复合正级材料进行系统研究,旨在深入了解该材料的电化学性能、热力学性能和物相结构等方面的特性,为其在锂离子电池领域的应用创造条件,并进一步提高锂离子电池的能量密度和循环寿命,推动新能源汽车技术的发展。
四、研究方法1. LiFePO4C复合正级材料的制备:采用固相合成法或水热法制备LiFePO4C复合正级材料,并通过X射线衍射、扫描电镜等手段对其物相结构、形貌和组成进行表征。
2. 电化学性能测试:通过充放电循环测试、交流阻抗谱测试等手段对LiFePO4C复合正级材料的电化学性能进行测试,并分析其性能的影响因素。
真空碳热还原固相合成磷酸铁锂的正交实验周环波;林丽;程凡;龚春丽;王丽【摘要】采用真空条件下的碳热还原固相方法,以Fe2O3、LIOH和P2O5为原料、活性炭为还原剂,合成了锂离子电池正极材料LiFePO4;选择真空度、原料配比、反应温度、恒温保持时间(反应时间)和升温速率等5个影响因素,设计了一组5因素4水平(L1645)的正交实验,较系统地研究了LiFePO4的合成工艺参数及电化学性能.研究结果表明:真空碳还原合成LiFePO4工艺参数因素对材料电化学性能影响的大小顺序为:反应温度>原料配比>反应时间>真空度>升温速率;反应温度控制在600-650 ℃时所合成的LiFePO4材料的晶体结构和电性能较好;原料LiOH、Fe2O3、P2O5和活性炭比例为1.05:1:1:1.8、反应时间为12~18 h、真空度控制10-1~10 Pa时,所得LiFePO4材料的综合电化学性能较好.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2010(034)004【总页数】4页(P367-370)【关键词】磷酸铁锂;正交实验;碳热还原;真空【作者】周环波;林丽;程凡;龚春丽;王丽【作者单位】孝感学院化学与材料科学学院,湖北,孝感,432100;孝感学院新技术学院,湖北,孝感,432100;孝感学院化学与材料科学学院,湖北,孝感,432100;孝感学院化学与材料科学学院,湖北,孝感,432100;孝感学院化学与材料科学学院,湖北,孝感,432100【正文语种】中文【中图分类】TM912.9磷酸铁锂(LiFePO4)作为锂离子电池正极材料具有良好的发展前景,该材料具有极好的热稳定性,制造的电池具有极好的安全性。
LiFePO4过充电时的分解反应温度最宽、在充放电过程中该材料的体积变化较小(约为9.6%),而且这种变化刚好与碳负极在充放电过程所发生的体积膨胀相当[1];LiFe-PO4具有较高的理论比容量和较高的工作电压;合成LiFePO4的原料丰富、价格便宜、无环境污染。
碳源对中试磷酸铁锂电化学性能的影响王强;曾晖;王晨旭;宋金保【摘要】以纳米三氧化二铁(Fe2O3)粒子为铁源,在每批次3 kg的中试规模下制备纳米级磷酸铁锂(LiFePO4)正极材料,考察碳源种类和加入量对材料电化学性能的影响.在中试条件下,等比例混合碳源(葡萄糖115 g,酚醛树脂107.5 g),可得到更好的电化学性能,制备的材料比表面积为14.06 m2/g,达到良好的加工性能要求,在2.0~4.2 V充放电,0.1C首次放电比容量为159 mAh/g;以3.0C循环200次,放电容量保持率为96%.【期刊名称】《电池》【年(卷),期】2015(045)003【总页数】4页(P139-142)【关键词】锂离子电池;磷酸铁锂(LiFePO4);正极材料;碳源;三氧化二铁(Fe2O3)【作者】王强;曾晖;王晨旭;宋金保【作者单位】合肥国轩高科动力能源股份公司,安徽合肥230011;合肥国轩高科动力能源股份公司,安徽合肥230011;合肥国轩高科动力能源股份公司,安徽合肥230011;合肥国轩高科动力能源股份公司,安徽合肥230011【正文语种】中文【中图分类】TM912.9磷酸铁锂(LiFePO4)正极材料存在电子电导率较低的问题,碳包覆是解决该问题的常规技术手段[1],酚醛树脂是一种良好的碳源。
H.M.Xie等[2]以酚醛树脂为碳源,制备LiFePO4正极材料。
产物在2.0~4.2 V 的0.4 C放电比容量为152 mAh/g,1.0 C放电比容量为132 mAh/g,5.0 C放电比容量仍有97 mAh/g。
L.Q.Sun 等[3]以LiOH·H2O、H3PO4和 Fe2O3为原料,10%酚醛树脂作为碳源改性 LiFePO4,在氮气气氛中、700℃下煅烧4 h获得的材料,在2.0~4.2 V的0.1 C放电比容量约为157 mAh/g,高于以蔗糖为碳源的产物。
本文作者在每批次3 kg的中试规模上,以纳米Fe2O3为铁源、工业酒精为球磨介质,二次湿磨制备LiFePO4正极材料,考察碳源种类和加入量对产物电化学性能的影响。