硅酸铁锂正极材料的Ti掺杂改性及熔盐合成工艺研究
发布时间：2021-11-12 05:22
Li2FeSiO4具有较高的理论容量,原料储备丰富,对环境友好等优势备受关注。然而,较低的电子电导率和Li+扩散系数限制其实际应用。为提高其性能,本文从体相掺杂和工艺制备角度对Li2FeSiO4进行研究。1、利用传统固相工艺,制备了Ti4+源代替少量Li源样品Li2-xTixFe0.8Mn0.2SiO4/C（x=0,0.02,0.05）和代替少量Fe源样品Li2Fe0.8-xTixMn0.2SiO4/C（x=0,0.02,0.05）。测试结果显示:样品Li1.98Ti0.02Fe0.8Mn0.2SiO4/C和Li1.95Ti0.05...
【文章来源】：山西师范大学山西省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
显示的是样品Li2-xTixFe
当 Ti4+掺杂 x=0.02 时，晶胞体积略微减小，可能由于部分半径小的 Ti4+进入晶格中造成的。当 Ti4+掺杂 x=0.05 时，晶胞体积几乎不发生变化，可能大部分的 Ti4+均以 TiO2的形式存在于样品中。作者 C. L. Fan[66]研究 Ti4+掺杂 LiFe1-2xTixPO4/C（x=0.01，0.02，0.03）样品性能发现，当掺杂 Ti 含量 x<0.03 时，样品为纯相；当 x=0.03 时，衍射峰中 34.6°出现的 TiO2杂质峰，作者认为过量的 Ti 不能进入 LiFePO4晶格中。Table 3-3 Lattice parameters of Li2Fe0.8-xTixMn0.2SiO4/C(x=0，0.02，0.05)样品 a/ b/ c/ V/ 3Li2Fe0.8Mn0.2SiO4/C 6.2496 5.3779 5.0280 168.99Li2Fe0.78Ti0.02Mn0.2SiO4/C 6.2538 5.3240 4.9981 166.41Li2Fe0.75Ti0.05Mn0.2SiO4/C 6.2768 5.3270 5.0268 168.083.3.2 SEM 和 EDS 分析
山西师范大学学位论文NaNO3+KNO3体系可能不适用于作为熔盐制备 Li2FeSiO4产物。分析 NaCl+KCl、Na2CO3+K2CO3作熔盐，合成 Li2FeSiO4产物的 XRD 图谱发现，产物为纯相，单斜结构，空间群为 P21/n。用软件 CELREF 3.0 计算分别用 NaCl+KCl、Na2CO3+K2CO3作熔盐制备样品 Li2FeSiO4的晶胞参数为 a=8.2189 ，b=5.0216 ，c=8.2446 ，β=99.21°，V=335.88 3和 a=8.2146 ，b=5.0031 ，c=8.2326 ，β=99.140°，V=334.05 3，与单斜结构，P21/n 晶构文献[4](a=8.22898，b=5.02002，c=8.23335，β=99.2027°)报道一致。用 NaCl+KCl 作熔盐合成的样品衍射峰有较高的强度，谢乐（Scherrer）公式(D=Kλ/(βcoθ))[24]，D 为晶粒尺寸，K 为常数（0.89），λ为 X 射线波长（0.15046），β为衍射峰半高宽，θ为衍射角)，在 JADE.6 软件中计算两样品的晶粒尺寸分别 39.6 nm，33.9 nm，说明以 NaCl+KC体系制备的 Li2FeSiO4样品产物晶粒尺寸相对较大，结晶较完全。2 SEM
本文编号：3490252
【文章来源】：山西师范大学山西省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
显示的是样品Li2-xTixFe
当 Ti4+掺杂 x=0.02 时，晶胞体积略微减小，可能由于部分半径小的 Ti4+进入晶格中造成的。当 Ti4+掺杂 x=0.05 时，晶胞体积几乎不发生变化，可能大部分的 Ti4+均以 TiO2的形式存在于样品中。作者 C. L. Fan[66]研究 Ti4+掺杂 LiFe1-2xTixPO4/C（x=0.01，0.02，0.03）样品性能发现，当掺杂 Ti 含量 x<0.03 时，样品为纯相；当 x=0.03 时，衍射峰中 34.6°出现的 TiO2杂质峰，作者认为过量的 Ti 不能进入 LiFePO4晶格中。Table 3-3 Lattice parameters of Li2Fe0.8-xTixMn0.2SiO4/C(x=0，0.02，0.05)样品 a/ b/ c/ V/ 3Li2Fe0.8Mn0.2SiO4/C 6.2496 5.3779 5.0280 168.99Li2Fe0.78Ti0.02Mn0.2SiO4/C 6.2538 5.3240 4.9981 166.41Li2Fe0.75Ti0.05Mn0.2SiO4/C 6.2768 5.3270 5.0268 168.083.3.2 SEM 和 EDS 分析
山西师范大学学位论文NaNO3+KNO3体系可能不适用于作为熔盐制备 Li2FeSiO4产物。分析 NaCl+KCl、Na2CO3+K2CO3作熔盐，合成 Li2FeSiO4产物的 XRD 图谱发现，产物为纯相，单斜结构，空间群为 P21/n。用软件 CELREF 3.0 计算分别用 NaCl+KCl、Na2CO3+K2CO3作熔盐制备样品 Li2FeSiO4的晶胞参数为 a=8.2189 ，b=5.0216 ，c=8.2446 ，β=99.21°，V=335.88 3和 a=8.2146 ，b=5.0031 ，c=8.2326 ，β=99.140°，V=334.05 3，与单斜结构，P21/n 晶构文献[4](a=8.22898，b=5.02002，c=8.23335，β=99.2027°)报道一致。用 NaCl+KCl 作熔盐合成的样品衍射峰有较高的强度，谢乐（Scherrer）公式(D=Kλ/(βcoθ))[24]，D 为晶粒尺寸，K 为常数（0.89），λ为 X 射线波长（0.15046），β为衍射峰半高宽，θ为衍射角)，在 JADE.6 软件中计算两样品的晶粒尺寸分别 39.6 nm，33.9 nm，说明以 NaCl+KC体系制备的 Li2FeSiO4样品产物晶粒尺寸相对较大，结晶较完全。2 SEM
本文编号：3490252
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