论文部分内容阅读
本论文主要是研究聚阴离子型正极材料LiFePO4和Li2MnSiO4的控制合成,并研究它们在锂离子电池的电化学性能。主要是使用水热及溶剂热法合成不同形貌的微/纳米结构的LiFePO4,并研究它们的电化学性能;同时,又使用球形SiO2为前驱物,使用固法合成出了纳米级球形Li2MnSi04,然后测试其电化学性能。本论文的主要研究内容如下:1.160℃下使用简单的水热合成了菱形片LiFePO4材料。菱形片LiFePO4材料长度约为长度为2um,宽度为1um,厚度约为200nm。XRD图表明,菱形片LiFePO4(?)才料在在30度有最强的峰,对应于(211/020)面。进一步研究发现菱形片LiFePO4材料的最大面是(010)面,最薄部分对应于[010]方向。这就说明了我们实现了对LiFePO4的可控合成。2.200℃下使用聚乙二醇400作溶剂,溶剂热法合成出了球形的LiFePO4。球形LiFePO4颗粒大小为1μm左右,球形颗粒是由纳米颗粒聚结而成。经过进一步的高温煅烧,球形LiFePO4颗粒在0.1C下放电容量为104mAhg-1左右。3.使用苯甲醇和乙二醇混合溶剂溶剂热法合成了200nm右的LiFePO4纳米多面体,在添加柠檬酸以后,合成出了1μm大小的LiFePO4(?)微米椭球。使用醋算纤维索为碳源,合成出包裹碳衣的LiFePO4/C复合物。电化学测试表明,LiFePO4/C纳米多而体在1C下的首次放电容量为145mAh g-1,在循环200次以后,容量衰减率<11%;而LiFePO4/C微米椭球在1C下首次放电容量为123mAh g-1,并且在循环200次以后,容量衰减率小于8%。4.在聚乙二醇600的参与下,使用Si02作前驱物固相法合成了均一的Li2MnSiO4/C纳米球,研究发现,50nm的Li2MnSiO4/C纳米球嵌入在三维的碳框架中。为了进一步提高Li2MnSiO4的电化学性能,使用复合碳源(葡萄糖,醋酸纤维素和石墨烯)来进一步包碳,制备出Li2MnSiO4/C/graphene复合物。电化学测试表明,该复合物在1/20C下的放电容量为215.3mAh g-1,并且具有不错的稳定性,循环40次后容量保持在175mAh g-1。维的碳框架和包的碳衣有利于提高稳定性。