鋰離子電池正極材料LiFePO4交流阻抗的研究.pdf

1、橄欖石型的LiFePO4因具有比容量高、原料資源豐富、安全性好和環(huán)境友好等優(yōu)點，被認為是最有應用潛力的新型鋰離子電池正極材料。但是LiFePO4的電子電導率和鋰離子傳導率均較低，使其在高倍率充放電時容量偏低。因此為了推動這種材料的廣泛應用必須對其進行改性研究，提高它的電子電導率和鋰離子擴散能力。本文以碳酸鋰、草酸亞鐵、磷酸氫二銨、蔗糖以及金屬鹽為主要原料采用固相燒結法制備出摻雜金屬離子的LiFePO4/C復合材料。利用SEM（Scann

2、ing electron microscope，掃描電子顯微鏡觀察)、充放電測試、交流阻抗(Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS)等實驗手段，對材料的表面形貌和電化學性能進行了研究。
　　利用碳對LiFePO4進行表面修飾，以葡萄糖為碳源，合成出了LiFePO4/C復合正極材料。研究了不同摻碳量對材料性能的影響。結果表明：引入碳元素后，材料仍然保持標準的橄欖石型LiFePO4的晶體

3、結構；其充放電性能得到了顯著改善，其首次放電容量達到140mAh/g；隨著碳含量的增加，材料的電化學阻抗明顯減小，鋰離子擴散系數(shù)提高。
　　對LiFePO4/C復合材料進行了較為詳細的金屬離子摻雜改性研究。結果表明：在所摻雜的范圍內(nèi)，材料均保持著橄欖石型的LiFePO4結構。其充放電比容量均比未摻雜時有所提高。材料的溶液電阻和電荷轉(zhuǎn)移電阻明顯減小，雙電層電容值變化不大，Warburg阻抗值減小，鋰離子擴散系數(shù)提高了3個數(shù)量級，達到