LiFePO 4 /C复合正极材料制备的新方法和新工艺研究
发布时间：2023-12-26 20:17
LiFePO4(LFP)作为一种锂离子电池的正极材料,因其性能优异而在诸如电动汽车、便携式移动设备电源、储能电源等领域发挥着重要的作用。但是在LFP的工业生产过程中,以及向大功率动力电池发展的道路上,其仍然面临着许多待续解决的问题。比如在利用高温固相法生产的工业中,因为一些铵盐类物质常被作为原材料来使用,导致生产过程中有氨气的产生,这无形中增加了企业处理废气的成本,以及恶化了环境,威胁着生产者的健康。而磷酸铁锂本身的一些特性也增加了其在动力电池方面应用的难度:其离子导电率和电子导电率低,影响其在大电流充放电时的性能;振实密度低,这降低了电池的能量密度。本文探索了在生产过程中没有氨气产生、并且适合工业生产的方法和工艺,并利用对材料进行一些改性处理来提高其电化学性能。通过采用磷酸二氢锂、磷酸铁、草酸亚铁等不含有铵盐的物质作为起始原料,采用高温固相法绿色(制备过程中没有氨气的产生)合成了碳包覆的磷酸铁锂材料。根据不同的原料配方,分别优化了其实验工艺参数:烧结温度、烧结时间、碳包覆量等。通过XRD、SEM等手段对材料进行表征,利用LAND测试仪、电化学工作站对材料所装配电池的电化学性能进行测试...
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 锂离子电池的发展
1.2 锂离子电池的原理
1.3 锂离子电池正极材料的发展
1.3.1 钴酸锂正极材料
1.3.2 锰酸锂正极材料
1.3.3 磷酸铁锂正极材料
1.4 正极材料磷酸铁锂的研究进展
1.4.1 LiFePO4正极材的合成方法
1.4.1.1 高温固相法
1.4.1.2 水热法
1.4.1.3 溶胶凝胶法
1.5 本文的研究内容
第二章 实验条件和测试方法
2.1 实验用的设备及原料
2.2 材料的微观表征方法
2.2.1 X射线衍射分析
2.2.2 扫描电子显微镜(SEM)分析
2.2.3 激光粒度分布仪
2.3 材料的电化学性能测试
2.3.1 制作模拟电池
2.3.2 电池的电化学性能测试
2.3.2.1 充放电循环测试
2.3.2.2 循环伏安测试
2.3.2.3 交流阻抗测试
第三章 以磷酸铁(FePO4)制备碳包覆磷酸铁锂
3.1 以磷酸铁(FePO4)为起始原料制备LiFePO4/C
3.2 碳源对电化学性能的影响
3.2.1 不同碳源包覆的材料的XRD表征
3.2.2 不同碳源包覆的材料的电化学性能
3.3 碳包覆量对材料电化学性能的影响
3.3.1 碳包覆量对材料微观形貌的影响
3.3.2 不同碳包覆量对电化学性能的影响
3.4 烧结温度的影响
3.4.1 不同烧结温度合成材料的SEM分析
3.4.2 烧结温度对材料的电化学性能的影响
3.5 烧结时间的影响
3.6 前驱体压块对材料电化学性能的影响
3.6.1 SEM分析
3.6.2 电化学性能测试
3.7 过量锂对材料电化学性能的影响
3.8 小结
第四章 以磷酸二氢锂合成LiFePO4/C
4.1 铁源对合成材料的电化学影响
4.1.1 不同铁源合成材料的XRD
4.1.2 不同铁源合成材料的电化学性能
4.2 烧结温度对材料电化学性能的影响
4.3 碳包覆工艺对材料性能的影响
4.3.1 碳源的影响
4.3.2 二次包覆对电化学性能的影响
4.3.2.1 二次碳包覆工艺流程
4.3.2.2 不同二次碳包覆量对材料电化学性能的影响
4.4 以磷酸二氢锂制备碳包覆LiFePO4-Li3V
2(PO4)3 复合材料
4.4.1 xLiFePO4-(1-x)Li3V2(PO4)3 复合材料的合成
4.4.2 不同比例的xLiFePO4-(1-x)Li3V2(PO4)3 复合材料的XRD分析
4.4.3 xLiFePO4-(1-x)Li3V2(PO4)3 复合材料的SEM分析
4.4.4 不同比例的xLiFePO4-(1-x)Li3V2(PO4)3 复合材料的电化学性能
4.5 小结
第五章 结论
致谢
参考文献
硕士期间取得的研究成果
本文编号：3875491
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 锂离子电池的发展
1.2 锂离子电池的原理
1.3 锂离子电池正极材料的发展
1.3.1 钴酸锂正极材料
1.3.2 锰酸锂正极材料
1.3.3 磷酸铁锂正极材料
1.4 正极材料磷酸铁锂的研究进展
1.4.1 LiFePO4正极材的合成方法
1.4.1.1 高温固相法
1.4.1.2 水热法
1.4.1.3 溶胶凝胶法
1.5 本文的研究内容
第二章 实验条件和测试方法
2.1 实验用的设备及原料
2.2 材料的微观表征方法
2.2.1 X射线衍射分析
2.2.2 扫描电子显微镜(SEM)分析
2.2.3 激光粒度分布仪
2.3 材料的电化学性能测试
2.3.1 制作模拟电池
2.3.2 电池的电化学性能测试
2.3.2.1 充放电循环测试
2.3.2.2 循环伏安测试
2.3.2.3 交流阻抗测试
第三章 以磷酸铁(FePO4)制备碳包覆磷酸铁锂
3.1 以磷酸铁(FePO4)为起始原料制备LiFePO4/C
3.2 碳源对电化学性能的影响
3.2.1 不同碳源包覆的材料的XRD表征
3.2.2 不同碳源包覆的材料的电化学性能
3.3 碳包覆量对材料电化学性能的影响
3.3.1 碳包覆量对材料微观形貌的影响
3.3.2 不同碳包覆量对电化学性能的影响
3.4 烧结温度的影响
3.4.1 不同烧结温度合成材料的SEM分析
3.4.2 烧结温度对材料的电化学性能的影响
3.5 烧结时间的影响
3.6 前驱体压块对材料电化学性能的影响
3.6.1 SEM分析
3.6.2 电化学性能测试
3.7 过量锂对材料电化学性能的影响
3.8 小结
第四章 以磷酸二氢锂合成LiFePO4/C
4.1 铁源对合成材料的电化学影响
4.1.1 不同铁源合成材料的XRD
4.1.2 不同铁源合成材料的电化学性能
4.2 烧结温度对材料电化学性能的影响
4.3 碳包覆工艺对材料性能的影响
4.3.1 碳源的影响
4.3.2 二次包覆对电化学性能的影响
4.3.2.1 二次碳包覆工艺流程
4.3.2.2 不同二次碳包覆量对材料电化学性能的影响
4.4 以磷酸二氢锂制备碳包覆LiFePO4-Li3V
2(PO4)3 复合材料
4.4.1 xLiFePO4-(1-x)Li3V2(PO4)3 复合材料的合成
4.4.2 不同比例的xLiFePO4-(1-x)Li3V2(PO4)3 复合材料的XRD分析
4.4.3 xLiFePO4-(1-x)Li3V2(PO4)3 复合材料的SEM分析
4.4.4 不同比例的xLiFePO4-(1-x)Li3V2(PO4)3 复合材料的电化学性能
4.5 小结
第五章 结论
致谢
参考文献
硕士期间取得的研究成果
本文编号：3875491
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3875491.html