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学科主题: 化学工程
题名: 锂离子电池高性能聚阴离子型正极材料LiFePO4和Li2MnSiO4的制备与研究
作者: 王福庆
答辩日期: 2013-05-18
导师: 陈剑
专业: 化学工程
授予单位: 中国科学院研究生院
学位: 博士
摘要: LiFePO4和Li2MnSiO4具有安全性高、成本低廉和环境友好等优点,是动力锂离子电池的理想正极材料;但材料的电化学性能和循环性能制约了其实际应用。针对这些问题,本论文开发出制备高性能纳米LiFePO4/C和Li2MnSiO4/C的新方法,探讨了决定LiFePO4 和LiFePO4/C低温性能的关键因素。 采用水热法在碱性介质中利用高浓度反应物制备出粒径约100 nm的平板状LiFePO4/C。材料具有良好的电化学性能和优异的低温性能,以0.2 C充、放电,材料比容量均为168.2 mAh g-1;以40 C充、放电,材料比容量可达70.3 mAh g-1;-20 oC时材料的放电比容量为116 mAh g-1。 利用环氧丙烷辅助快速溶胶-凝胶法制备出具有介孔结构、粒径约30 nm的LiFePO4/C复合材料。材料具有优异的电化学性能和良好的低温性能,以0.2 C充、放电,材料比容量分别为169.6 mAh g-1和166.7 mAh g-1;以40 C放电,比容量仍可达97.8 mAh g-1;在-20 oC时材料的放电比容量为97.6 mAh g-1。 研究了影响LiFePO4和LiFePO4/C低温性能的关键因素,发现材料的电子电导率和离子电导率分别是影响LiFePO4和LiFePO4/C低温电化学性能的关键因素。 利用环氧丙烷辅助室温快速溶胶-凝胶法制备出具有介孔结构、粒径10 – 20 nm的Li2MnSiO4/C复合材料。材料的电化学性能和循环稳定性明显改善,首次充、放电比容量分别为275.2 mAh g-1和164.2 mAh g-1,库仑效率59.6%;60次循环后的容量保持率约80%,优于大部分文献报道。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/116811
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王福庆. 锂离子电池高性能聚阴离子型正极材料LiFePO4和Li2MnSiO4的制备与研究[D]. 中国科学院研究生院. 2013.
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