112 以FePO ·2H O为原料制备LiFePO C复合材料及其性能研究
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以FePO4·2H2O为原料制备LiFePO4/C复合材料及其性能研究
王秋明，王殿龙*，王崇
（哈尔滨工业大学化工学院，黑龙江，哈尔滨，150001, E-mail: dlwang@hit.edu.cn）
锂离子电池的正极材料是制约锂离子二次电池发展的关键因素，1997年Goodenough等首次将
橄榄石结构的LiFePO
4
引入锂离子正极材料的研究中[1]，由于其具有价格低廉，热稳定性好，充放电
过程中结构稳定，环境友好等优点，一经提出就得到广泛关注
[2]
。但是以往大部分研究都是以价格
较昂贵的二价铁化合物(草酸亚铁、醋酸亚铁)为原料制备LiFePO
4
[3]
，本文报道了以廉价的
FePO
4·2H2O为原料，以蔗糖为还原剂和碳源合成LiFePO4/C复合材料的方法。合成的LiFePO4
/C复合
材料具有比较好的电化学性能。
实验采用高温固相法，它是目前最广泛采用的材料制备方法，也是最适合大规模商业化生产的
方法
[4]
。图1为合成LiFePO4/C的流程图。
将FePO4·2H2O、三种不同的锂源、蔗糖分别按摩尔
比混合，加入适量蔗糖和丙酮在行星式球磨机中球
磨8小时混匀
将混合物置于管式炉中，在350℃下预处理4h，氩
气保护，取出样品研磨
将预处理过的药品在管式炉中650℃下烧结18h，
氩气保护，取出研磨，过筛（400目）
图1 合成LiFePO
4
/C流程图
Fig. 1 The flow chart of the synthesis for LiFePO4/C
图2为不同锂源合成样品的第二次充放电曲线，放电倍率为0.2C。
020406080100120140
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
3.2
3.4
3.6
3.8
4.0
4.2
4.4
V
o
l
t
a
g
e
/
V
(
v
s
.
L
i
+
/
L
i
)
Specific capacity/ mA·g
-1
Li2CO
3
LiNO
3
LiOH
图2 不同锂源合成样品的第二次充放电曲线
Fig. 2 The second charge/discharge curves of LiFePO4/C prepared with different Li source
1
不同锂源合成样品的充放电循环性能见图3，放电倍率为0.2C。
0246810121416182022
0
20
40
60
80
100
120
140
S
p
e
c
i
f
i
c
c
a
p
a
c
i
t
y
/
m
A
·
g
-
1
Cycle Number
LiOH
LiNO
3
Li2CO
3
图3 不同锂源制备LiFePO4/C样品的充放电循环性能图
Fig. 3 Cycling performance of LiFePO4/C prepared with different Li source
从图2和图3可以看出，以LiOH·H2O为锂源合成的样品放电比容量最高，达到了125 mh·g-1左
右，远远超过了以另外两种锂源合成样品的放电比容量（大约90 mh·g
-1
），并且样品的充放电平
台十分平坦。同时该样品的循环性能也最优，20次循环容量保持率为100%左右。很明显在所选
用的三种锂源中，LiOH·H
2
O是最理想的。
参考文献：
[1] K. Padhi, K. S. Nanjundaswamy and J. B. Goodenough. Phospho-olivines as Positive-electrode Materials for Rechargeable Lithium
Batteries. J. Electrochem. Soc. 1997, 144: 1188~1194
[2] 钟参云, 曲涛, 田彦文.锂离子电池正极材料LiFePO4的研究进展.稀有金属与硬质合金,2005,33(2):38~42
[3] 郭炳焜等编著. 锂离子电池，中南大学出版社，
2002，P55.
[4] 王冠, 苏刚, 严曼明等.以
Fe203为原料制备LiFePO4/C复合材料及其性能研究.高等学校化学学报,2007,28(1):136~139
Preparation and Properties of LiFePO4/C Composite Materials with FePO4·2H2O as
Starting Reactant
Qiuming Wang, Dianlong Wang, Chong Wang
(College of Chem. Engin.., Harbin institute of technology , Harbin, Heilongjiang, 150001,
E-mail:
dlwang@hit.edu.cn
)
2
