【摘 要】
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LiFeSO4F作为一种新型的基于氟硫酸盐的聚阴离子型锂离子电池正极材料,具有与Li Fe PO4相当的能量密度,同时兼具资源充足和环境友好等优点,是具有应用前景的锂离子电池正极材
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LiFeSO4F作为一种新型的基于氟硫酸盐的聚阴离子型锂离子电池正极材料,具有与Li Fe PO4相当的能量密度,同时兼具资源充足和环境友好等优点,是具有应用前景的锂离子电池正极材料。但是,其自身复杂的合成工艺、低的电子电导率和较差的动力学性质制约着它的进一步应用。因此,寻找更为简易的合成方法、提高材料的电子电导率和动力学性能成为了LiFeSO4F材料的研究重点。基于以上目标,本论文首先采用三缩四乙二醇为溶剂,通过溶剂热方法合成出了LiFeSO4F材料,并通过差示扫描量热法和非在位的X-射线衍射发现LiFeSO4F是一种高安全性的锂离子电池正极材料。随后,为了改善材料的电化学性能,选用一维的碳纳米管(MWCNT)作为炭材料,通过在位包覆合成出了LiFeSO4F/MWCNT材料,获得了更高的比容量和更好的循环稳定性。接着,又选用二维的氧化石墨烯(GO)作为包覆材料,通过3-氨丙基-三甲氧基硅烷回流协助的方法,将氧化石墨烯很好的包覆在材料的表面,提高了材料的电导率,并且抑制了活性材料与电解液之间的副反应,进而提高了材料的锂离子扩散系数和动力学性能。本文还通过将制备的LiFeSO4F进行脱锂氧化,利用Fe3+的氧化作用将多巴胺聚合包覆在材料表面,利用多巴胺强的亲水性和粘附性,提高材料与电解液之间的浸润性,并将材料很好的固定在集流体上,提高了活性材料颗粒之间,以及活性材料与导电助剂之间的电接触,从而获得了优良的电化学性能。本论文的研究工作不仅为LiFeSO4F正极材料在锂离子电池中的应用提供了可靠的理论依据和可行的解决方案,同时也为其他氟硫酸盐正极材料的研究提供了新的思路。
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