摘要
近几年来，随着社会的高速发展，能源的需求量越来越大，人们对绿色能源和新能源有着迫切的需求。LiFePO4正极材料作为新能源的重要一环是解决能源短缺问题的主力军。然而由于该材料自身缺陷，导致其倍率性能低，影响着该材料在动力性汽车领域的使用范围。 本课题采用溶胶凝胶法和高分子网络凝胶法制备纳米级的类球型磷酸铁锂正极材料，通过表征测试确定高分子网络凝胶法制备的正极材料具有更加优秀的性能。在确定采用高分子网络凝胶法的基础上，采用扫描电子显微镜（SEM）、电化学工作站、X射线衍射仪（XRD）、傅里叶红外测试（FTIR）等手段对其形貌、组成及性能进行表征，优化了高分子网络凝胶法制备磷酸铁锂正极材料的最佳工艺条件。 采用高分子网络凝胶法制备了碳包覆的具有类球型的LiFePO4正极材料，研究表明当加入单体含量为6%，m(AM)∶m(MBAM)=7∶2时，以葡萄糖为碳源，当n(Fe)∶n(C)=1∶0.10时，制备的样品的首次放电比容量达到156mAh·g-1，循环50次后效率为92.3%。 对LiFePO4/C进行了铝离子掺杂制备出的LiFe1-xAlxPO4/C（x=0、0.005、0.01、0.015、0.02、0.025）正极材料，当x=0.015时，LiFe0.985Al0.015PO4/C正极材料具有最佳的电化学性能。在0.1C下放电比容量为167mAh·g-1比未掺杂Al离子LiFePO4/C（156mAh·g-1）提升了7.0%。高倍率5C下的放电容量提升了29.4%。从循环伏安测试结果可以看出，此样品具有较小的电化学极化和较高的电化学反应强度，从动力学的角度分析，反应过程主要由扩散控制。 Ni沉淀热分解法制备的材料LiFe0.985Al0.015PO4/C/Ni表现出优秀的倍率性能，当包覆量为3%时，LiFe0.985Al0.015PO4/C/Ni正极材料在不同倍率下的放电比容量分别为0.1C（167mAh·g-1）、0.2C（166mAh·g-1）、0.5C（158mAh·g-1）、1C（139mAh·g-1）、5C（57mAh·g-1）和10C（38mAh·g-1）。高倍率5C下循环50次后，容量保持率为86.0%。
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