电池级磷酸铁的制备工艺研究

被引量 : 0次 | 上传用户:huashaosile
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
橄榄石结构磷酸亚铁锂是用于动力型锂离子电池的正极材料之一。以磷酸铁为铁源,配以锂源化合物和添加组分所制磷酸亚铁锂表现出较高的电化学活性和较大的振实密度,受到业内的重视。因市售磷酸铁的制备工艺多种多样,多是将金属铁制成铁盐后将铁盐制成氢氧化铁,将氢氧化铁与磷酸反应制备磷酸铁,或将铁盐与磷酸盐发生复分解反应制备磷酸铁。并多采用氨水来调节反应体系的pH值,采用上述方法最终所制磷酸铁固体或是羟基和结晶水数量不确定的碱式水合磷酸铁Fe(OH)x(PO4)y·nH2O,或是羟基、铵根和结晶水数量不确定的碱式水合磷酸铵铁Fe(NH4)x(OH)y(PO4)z·nH2O。若要直接利用这种晶体结构、铁磷比、羟基、铵根和结晶水具体数量不确定的磷酸铁作为原料来制备磷酸亚铁锂,会使最终原料混合物中的锂、铁、磷比例很难控制到磷酸亚铁锂要求的1:1:1。本论文通过优化沉淀法工艺参数制备出晶体结构、铁磷比和结晶水稳定的磷酸铁;并提出一种制备磷酸铁电解法工艺;以自制磷酸铁为原料,采用高温固相法制备出覆碳磷酸亚铁锂;应用SEM、TG-DSC、XRD、CV、EIS等分析测试技术对所制磷酸铁和磷酸亚铁锂的一些理化性能和电化学性能进行表征。具体结论如下:(1)沉淀法最佳工艺参数:在下述工艺条件下可制得铁磷比0.96-1.0,结晶水数量为2.0-2.2的单斜晶系黄白色磷酸铁产品。控制硝酸铁和磷酸二氢铵的摩尔比为1:2向反应体系加料;配以浓度为硝酸铁浓度1.5%的CTAB或者SDBS为添加剂,用磷酸和氢氧化钠溶液控制反应pH为2.0-2.5,反应温度65℃-75℃。(2)以浓度为1.0mol/L磷酸二氢铵溶液为电解液,磷酸调节电解液pH=2采用隔膜式电解槽,以金属铁为阳极,以金属镍为阴极,分别采用恒电流或恒电压两种方式的直流电电解,电解过程不断向阳极液中添加20%的双氧水,双氧水的添加量与电解电流的比值为2mol H2O2/h:60A/h,得到无定形FePO42H2O。实验表明恒流电解所制FePO42H2O的颗粒分布更均匀。(3)用共沉淀法和电解法所制备的FePO4为磷源,以氢氧化锂为锂源,葡萄糖为还原剂,通过碳热还原法合成结晶度良好的LiFePO4/C复合材料。在不同表面活性剂(CTAB和SDBS)下合成的LiFePO4/C复合材料样品的形貌并没有发生很大的变化,分别为六边形和球形,经XRD分析,发现与橄榄石结构LiFePO4(NO.40-1499)匹配很好,材料的XRD图谱中无杂质相。在不同电解条件下合成的LiFePO4/C复合材料形貌为球形,与正交晶系LiFePO4(NO.19-0721)匹配很好,但是在恒流条件下得到的材料峰形锋锐,结晶度较高。(4)探讨了分别以沉淀法(分别配以CTAB或SDBS)和电解法合成的磷酸铁为铁源合成LiFePO4/C复合材料的电化学性能。电化学性能测试表明,由于SDBS合成的前驱体具有类球形结构,因此在后续工作中得到的复合材料形貌并未改变并且具有稳定的放电电压,类球形结构提高了LiFePO4/C的振实密度,增大产物的表面积。在恒流和恒压条件下合成FePO4分别制备LiFePO4/C复合材料均表现出良好的电化学性能,首次充放电效率分别为95.3%和96.6%,初始容量分别为148.1和150.2mAh/g,在恒流条件下得到的材料循环20次后放电比容量几乎没有衰减。
其他文献
近年来,无资料或资料缺乏地区汇流计算成为水文研究热点。基于地形参数的地貌瞬时单位线(GIUH)方法凭借其对历史降雨径流实测资料的不依赖性,已然成为径流模拟研究中被普遍采用
货代企业普遍存在人才流失的现象,文章,分析了人才流失对货代企业的成本、服务、客户流失等诸多不利影响,分析了这种现象的原因,提出了招聘、培训、薪酬等方面的建议。
帕金森病(Parkinson’s disease, PD)是发病率排名第二位的中枢神经系统退行性疾病,其病理特点是黑质致密部多巴胺能神经元丢失。对PD患者的尸检分析和实验动物研究显示小胶
冷战后日本军事大国化倾向不断加强。这是与日美同盟的强化过程同步进行的 ,日美同盟成为日本政府拓展军事力量发展空间的主要外部借助因素。日美同盟不仅提升了日本自卫队的
当前收费系统使用的车牌识别设备识别车牌的方式普遍为模式识别,识别率基本在85%~90%,而且受到天气、车牌污损等因素的影响,无法满足"互联网+"收费系统对于精确车牌识别的要
由于宏观经济增长、居民收入水平提高、城市化及消费者消费理念转变等因素,使得我国便利店如火如荼的发展起来。经过多年的发展和与国外企业竞争的洗礼,我国便利店企业取得了
烟叶的分级直接影响着烟叶的经济价值和卷烟的质量。在我国现行的烟叶分级标准中对烟叶等级的判断缺乏具体的量化标准,实际收购过程中依靠人工进行识别,其正确分级率受到主观因
虚拟位移表达,是用发生在心理空间的运动或方位变化来描述物理空间中静态物体的方位或形态的一种表达。研究表明虚拟位移表达是一种普遍现象,存在于不同语言中,它们既有共性,又有
中国是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。湖泊是水资源中最重要的组成部分,然而,中国湖泊目前面临着严重的水体富营养化问题。百花湖位于贵州省中部,是贵阳市的重要饮用水源
改革开放以来,随着经济社会的快速发展,政治、经济体制改革的不断深化,依法治国的逐步推进,我国社会公平程度有了大幅度的提高。但社会公平的提高是无止境的,不可否认的是,和广大人