水热法合成磷酸铁锂及其电化学性能研究
磷酸铁锂的制备及其电化学性能
磷酸铁锂的制备及其电化学性能杜炳林;朱华丽;张磊;王成武;陈召勇【摘要】以LiOH·H2O,FeSO4·7HO和H3PO4为原料[n(Li)∶n(Fe)∶n(P)=3∶1∶1],采用水热法合成了LiFePO4(P),其结构经XRD,FE-SEM,HR-TEM和SEAD表征.考察了pH值、反应温度、反应时间和表面活性剂对P的结晶度、颗粒形貌、晶粒大小和择优取向的影响.结果表明:在pH为9.27,0.5％的聚乙烯醇为表面活性剂,于150℃反应8h合成的P表现出规则的片状形貌,衍射峰强I(200)/I(211)为0.492 5;P在垂直b轴方向有一定的择优生长;P在ac面为最大面,b轴方向尺寸最短;采用乙炔黑为导电剂制备的P扣式电池表现出优良的电化学性能,于室温0.1C倍率充放电,放电比容量为108.3 mAh·g-1;葡萄糖包覆改性后的扣式电池,0.1C倍率放电比容量为148mAh·g-1,1C倍率放电时,放电比容量仍保持在133.9 mAh·g-1左右.【期刊名称】《合成化学》【年(卷),期】2014(022)003【总页数】5页(P322-326)【关键词】水热法;制备;LiFePO4;择优生长;包覆改性;充放电性能【作者】杜炳林;朱华丽;张磊;王成武;陈召勇【作者单位】长沙理工大学物理与电子科学学院,湖南长沙410114;长沙理工大学物理与电子科学学院,湖南长沙410114;长沙理工大学电力与交通材料保护湖南省重点实验室,湖南长沙410114;长沙理工大学物理与电子科学学院,湖南长沙410114;长沙理工大学物理与电子科学学院,湖南长沙410114;长沙理工大学物理与电子科学学院,湖南长沙410114【正文语种】中文【中图分类】O614.8;O613.6针对磷酸铁锂(LiFePO4)的电导率和离子扩散率低两大缺陷，研究人员纷纷展开了大量深入的研究。
磷酸铁锂制备工艺及研究进展
磷酸铁锂制备工艺及研究进展
磷酸铁锂是一种重要的锂离子电池正极材料，具有高能量密度、较高
工作电压、良好的循环稳定性等优点，因此在电动汽车、电动工具和储能
系统等领域得到广泛应用。
本文将就磷酸铁锂的制备工艺及研究进展进行
综述。
磷酸铁锂的制备工艺主要包括溶胶-凝胶法、高温固相法和水热法等。
其中，溶胶-凝胶法是一种常用的制备方法。
该方法首先通过化学反应制
备金属盐水溶液，然后在适当条件下进行溶胶形成、凝胶形成和终产品形
成的过程。
溶胶-凝胶法制备的产物具有均匀的微观结构和较好的颗粒形貌，有利于提高材料的电化学性能。
高温固相法是指将相应的金属盐与磷
酸进行共热处理，产物为晶体结构的磷酸铁锂。
水热法则是通过在高温高
压水体环境下进行反应合成，具有制备简单、反应速度快的优点。
目前，磷酸铁锂制备工艺及研究进展已取得了一系列重要的成果。
随
着制备工艺的不断改进和优化，磷酸铁锂材料的电化学性能得到了显著提升。
例如，通过改变金属盐浓度、pH值和热处理条件等参数，可以控制
产物的晶体结构和形貌，从而提高材料的比容量和循环寿命。
此外，磷酸
铁锂与其他材料（如磁性材料、导电聚合物等）的复合以及表面改性等方
法也被广泛应用，以进一步提高其电化学性能。
总之，磷酸铁锂作为锂离子电池正极材料具有广阔的应用前景。
通过
制备工艺的改进和深入研究电化学性能的机理，可以进一步提高磷酸铁锂
的性能，并推动其在储能领域的应用。
由水热法羟基磷酸铁锂前驱体制备磷酸亚铁锂工艺研究
摘要摘要橄榄石结构的LiFePO4作为正极活性物质，现已广泛应用于动力型和储能型锂离子电池。
因其本征电子导电率和锂离子扩散系数较低，其制备工艺，除注重生成纯橄榄石相外，还通过碳包覆来提高其电子导电率、通过减少颗粒粒度来缩短锂离子和电子的传导路径、通过引入局外金属离子造成晶格缺陷来提高锂离子的迁移系数。
通过对JCPDS数据库的搜索发现化学成分包含Fe、P、O、H四种元素的不同结构的化合物有123种之多，其中就包含FePO4·2H2O。
但是相比于FePO4·2H2O，这些化合物中铁磷摩尔比和结晶水数目是完全不同的，这使得以FePO4·2H2O为原料的制备纯相的橄榄石型磷酸亚铁锂工艺变得困难，因为必须要保证原料或是前驱体中铁磷锂的摩尔比为1:1:1。
通过对JCPDS数据库的搜索发现化学成分包含Li、Fe、P、O、H五种元素的化合物仅有2种，其一是焦磷酸铁锂(LiFeH4(P2O7)2)，另一是羟基磷酸铁锂(LiFePO4(OH))。
本论文探讨了以LiFePO4(OH)前驱体制备橄榄石结构LiFePO4工艺的可行性。
针对制备LiFePO4过程中碳热还原固相反应工艺参数和制备LiFePO4(OH)过程中水热反应工艺参数进行了较为系统的研究。
主要结果如下：1、探讨了采用碳热还原法，以LiFePO4(OH)前驱体为原料，制备橄榄石结构LiFePO4的工艺可行性。
从碳热还原温度、碳热还原时间、包覆碳量三个方面探讨了工艺参数对所制LiFePO4/C复合材料的颗粒粒度、颗粒形貌、电化学性能的影响。
结果显示，在650°C下经碳热还原固相反应8h，控制包覆碳量为3.21wt.%时，所制得的LiFePO4/C复合材料表现出较好的电化学性能。
0.1C下的首次放电比容量为140.72mAh/g；1.0C倍率下，经过100周的循环充放电，材料的放电比容量仍然保持在93.97%。
2、研究了水热反应温度和水热反应时间对水热反应产物LiFePO4(OH)前驱体，及对相应最终产品LiFePO4/C复合材料的影响。
锂离子电池正极材料的水热制备及其电化学性能研究
锂离子电池正极材料的水热制备及其电化学性能研究随着电动车、智能手机等电子产品的广泛使用，锂离子电池已成为当今世界最为常用的电池种类之一。
锂离子电池的正极材料是锂离子电池中最为重要的组成部分之一，它的性能直接影响了锂离子电池的性能和使用寿命。
目前，锂离子电池的正极材料主要包括三个类别：磷酸铁锂、锰酸锂和钴酸锂。
然而，这些材料在使用过程中都有各自的缺陷，如容量不足、充放电速率慢等。
因此，人们一直在寻找更好的正极材料，以提高锂离子电池的性能。
本文将介绍一种新型的锂离子电池正极材料——水热制备的钒酸锂及其电化学性能研究。
一、水热制备的钒酸锂的制备方法锂离子电池正极材料主要由钙钛矿结构、尖晶石结构、层状结构和纳米级结构等多种结构构成。
其中，钒酸锂属于层状结构物质，其结构中由钒酸根层状结构团片和锂离子构成，具有优异的电化学性能。
目前，水热法是一种广泛使用的有机合成方法。
水热法制备的材料具有晶体度高、结晶度好和颗粒度可控等特点，在制备锂离子电池正极材料时也表现出了优异的特性。
制备方法： 1. 在无水环境下称取适量的LiOH•H2O和V2O5，在50 mL的三角瓶中加入21.5 mL去离子水；2. 在室温下搅拌溶解，充分搅拌15~20 min；3. 把三角瓶密封，放置在高压锅中进行水热反应，在烘箱中加热至180℃、维持12h；4. 将反应体取出，通过离心等方法收集钒酸锂。
二、电化学性能测试我们采用典型的金属锂片为负极，钒酸锂为正极，隔膜采用了聚丙烯膜，制备了纯电池，测试了电池的电化学性能。
充放电测试：采用一定的电流密度，检测电池在不同电流密度下的充放电曲线，确定其容量和循环性能。
循环性能测试：在恒定电流下，循环充放电过程中，观察电池容量衰减情况，测试电池的循环性能。
电化学阻抗测试：在特定电位下，通过调整不同频率作用下的正弦波电压，从而得到电化学阻抗谱。
三、电化学性能测试结果在实验结果中，我们发现，锂离子电池正极材料水热制备的钒酸锂在各项测试指标中表现出了非常优异的性能。
自组装球形磷酸铁锂的水热合成及其电化学性能研究
10-P-026自组装球形磷酸铁锂的水热合成及其电化学性能研究付正伟，关翔锋，李莉萍, 李广社*中国科学院福建物质结构研究所，结构化学国家重点实验室,350002，福州E-mail: guangshe@锂离子电池由于具有电压高、比能量大、循环寿命长、自放电小、无记忆效应、环境污染小等优点而受到了人们的广泛关注。
磷酸铁锂(LiFePO4)正极材料凭借其自身高比容量（170mAhg-1）, 较好的热稳定性，出色的可循环性能，低成本和较好的环境友好性成为近年来的研究热点材料之一 。
然而，目前最常用的高温固相法制备的LiFePO4粉体颗粒通常由无规则的颗粒组成，其振实密度和体积比容量较低, 影响了其产业化进程。
研究和实际应用表明，制备球形LiFePO4不仅可以解决振实密度和体积比容量较低的问题，而且有利于改善电极涂覆工艺。
本文采用简单的一步水热法合成了球形的LiFePO4，采用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜等手段对制备产物进行了表征分析，并研究了不同形貌对LiFePO4的电化学性能的影响。
Fig.1 SEM images of spherical LiFePO4关键词：水热法；球形；LiFePO4参考文献：[1] Byoungwoo Kang, Gerbrand Ceder Nature, 2009, 458, 190-193[2] Zhihua Li, Duanming Zhang, Fengxia Yang J Mater Sci(2009) 44:2435-2443.Hydrothermal Synthesis and Electrochemical performance of Self-assembled spherical LiFePO4Zheng-wei Fu, Xiang-feng Guan, Li-ping Li，Guang-she Li*State Key Laboratory of Structural Chemistry, Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Chinese Academy of Sciences, 350002, FuzhouSelf-assembled spherical LiFePO4 was prepared by simple one step hydrothermal method.The as-prepared samples were characterized by XRD and SEM. The influence of morphology on the electrochemical performance of LiFePO4 was systemically investigated.77。
水热法制备磷酸铁锂的研究
水热法制备磷酸铁锂的研究摘要以H3PO4、FeSO4·7H2O、LiOH·H2O 为原料，CTAB 和葡萄糖为分散剂和还原剂, 液相反应制备LiFePO4/C 复合材料。
其中加入少量的CTAB 和葡萄糖有利于LiFePO4 晶体的完整生长。
X 射线衍射结果显示: 合成的LiFePO4/C 物相单一、纯正, 而未添加葡萄糖直接合成的LiFePO4 存在着杂相; 扫描电镜表征表明:合成的磷酸亚铁锂结晶度较高、粒度分布较均匀、晶粒完整。
溶液的PH 值对磷酸铁锂合成有重要影响，在PH 值=6-9 范围内，得到比较纯净的磷酸铁锂，而在强酸性条件下得到立方相FePO4。
充放电性能测试显示: LiFePO4 在0.1C 电流密度下充放电, 其初始放电比容量仅有83 mAh/g，而包覆10% (质量百分数)的导电碳的LiFePO4/C 复合材料，其比容量高达128mAh/g, 即使在0.5 C 高倍率充放电仍保持108 mAh/g。
结果表明LiFePO4/C 复合材料具有更优异的电化学性能。
关键词：磷酸铁锂；正极材料；锂离子电池；电动链；水热法水热法制备磷酸铁锂的研究Hydrothermal Synthesis of lithium iron phosphateABSTRACTWith H3PO4, FeSO4 • 7H2O, LiOH • H2O as raw material, LiFePO4/C compositeis synthesized vie hydrothermal method. A small amount of CTAB and glucose areadded as well, which is helpful to the crystal growth of LiFePO4. X-ray diffraction results show that LiFePO4/C prepared is single oviline phase with addition of glucose, otherwise, impurity are detected. Scanning electron microscopy characterizationshows that: the synthesis of lithium iron phosphate crystallized well and the particle size distribution is uniform. PH value of the solution affects the reaction products of the synthesis. Charge-discharge performance test shows that at 0.1C rat, its initial discharge capacity is only 83 mAh/g while the conductive carbon coating is 10%(mass percentage), the discharge capacity is up to 128 mAh/g, even in the 0.5 C rate, it still stays at 108 mAh/g. All the results above show that the LiFePO4 / C composite material synthesized by hydrothermal method has superior electrochemicalperformance.Key words:Lithium iron phosphate； Cathode materials；Hydrothermal synthesis;lithium-ion batlery; Electrie vehicle水热法制备磷酸铁锂的研究目录1 绪论..................................................................................... .. (1)1.1 引言..................................................................................... (1)1.2 磷酸铁锂的基本性质..................................................................................... . (1)1.3 磷酸铁锂的晶体结构和充放电机理 (2)1.3.1 磷酸铁锂的晶体结构 (2)理 (3)1.4 磷酸铁锂的合成方法..................................................................................... . (5)1.4.1 固相合成法..................................................................................... (5)1.4.2 液相法..................................................................................... (5)1.4.3 微波法..................................................................................... (7)1.5 本课题的研究内容和意义..................................................................................... .. 72 实验方法..................................................................................... .. (8)2.1 实验原材料..................................................................................... .. (8)2.2 实验仪器设备..................................................................................... . (9)2.3 水热法制备磷酸铁锂..................................................................................... .. (10)2.3.1 水热法制备磷酸铁锂 (10)2.3.2 磷酸铁锂后续焙烧工艺 (10)2.4 电池制备..................................................................................... . (10)2.4.1 正极片的制备..................................................................................... (10)2.4.2 电池的组装..................................................................................... . (11)2.4.3 X 射线衍射分析（XRD） (11)2.4.4 电子扫描显微镜观察（SEM） (11)2.4.5 视频显微镜观察..................................................................................... .. 12 (12)2.4.7 充放电程序..................................................................................... . (12)2.4.8 循环伏安法（CV）.................................................................................122.4.9 交流阻抗法..................................................................................... . (12)水热法制备磷酸铁锂的研究2.4.10 热重分析法..................................................................................... (13)3 实验结果与分析..................................................................................... (13)3.1 样品制备..................................................................................... . (13)3.2 磷酸铁锂物相和XRD 分析 (13)3.2.1 PH 值对样品物相的影响 (13)3.2.2 反应时间对样品物相的影响 (15)3.2.3 反应温度对样品物相的影响 (16)3.2.4 反应物的物质的量比对样品物相的影响 (17)3.2.5 加入还原剂对样品物相的影响 (18)3.3 磷酸铁锂形貌和电镜分析 (19)3.3.1 PH 值..................................................................................... (19)3.3.2 温度..................................................................................... .. (20)3.3.3 CTAB................................................................................... . (21)3.3.4 反应物PO43+、Fe2+、Li+ 比例不同的影响 (22)3.3.5 还原剂..................................................................................... . (22) (22)3.5 循环伏安法和交流阻抗分析 (24)3.6 热重分析..................................................................................... . (25)4 结论..................................................................................... (27)参考文献..................................................................................... .. (28)致谢..................................................................................... . (32)附录..................................................................................... . (33)水热法制备磷酸铁锂的研究第1 页共39 页1 绪论1.1 引言随着科学技术的发展，人们对能源的需求越来越大，出现了一大批便携式声像设备及微型化数字产品，如手机、数码相机、mp3、笔记本等等，这些日产产品日益向着小型化、轻量化的方向发展。
磷酸铁锂电池的制备及性能研究
磷酸铁锂电池的制备及性能研究近年来，随着新能源汽车领域的迅速发展，磷酸铁锂电池作为一种高能量密度、长寿命、安全可靠的电池技术逐渐成为研究热点。
本文将介绍磷酸铁锂电池的制备及性能研究的相关内容。
一、磷酸铁锂电池的制备磷酸铁锂电池的制备是一个复杂的过程，主要包括正极材料制备、负极材料制备、电解质制备、电池组件制备和装配等环节。
其中，正极材料制备是磷酸铁锂电池制备过程中最为关键的一环。
目前，磷酸铁锂电池的正极材料主要采用固相法和水热法制备。
固相法制备磷酸铁锂正极材料的过程中，一般采用高温固相反应的方法，通过控制反应温度、反应时间、添加剂的种类和用量等进行精细调控，使得反应物的颗粒尺寸均匀、晶格结构完整。
而水热法则是利用水热反应制备磷酸铁锂，通常需要高温、高压的反应条件下进行。
两种方法各有利弊，具体选用哪种方法，应根据实际情况来定。
负极材料炭黑的选择也十分重要。
负极材料主要选用具有高比表面积及良好导电性能的气相合成炭黑。
同样，控制其粒径、比表面积等参数也是重要的研究内容。
电解质的选择与制备也十分重要，主要选用LiPF6电解质，可以在高电压下稳定运行。
且提高体系整体内阻的情况下选择添加二甲基碳酸二丙酯(DMC)或乙磺酰甲烷(EMC)等极性有机溶剂也能有效提升电池的性能。
二、磷酸铁锂电池的性能研究磷酸铁锂电池主要具有如下性能：1.高循环寿命与其他复合材料相比，磷酸铁锂材料具有较强的材料稳定性和电化学稳定性，因此可以获得长循环寿命。
2.高比能量与能量密度磷酸铁锂电池的比能量和能量密度相对较高，这也是其广泛应用的主要原因之一。
3.超低自放电率自放电率是指磷酸铁锂电池在存储中自然失去电能的速率，其较低的自放电率能保证电池的长期存储稳定性。
同时，也应该注意到，磷酸铁锂电池也可能出现如下问题：1.容量衰减随着电池循环次数的增加，其容量逐渐降低，如果不及时处理，其寿命可能会较缩短。
2.极化原因极化患者是由于材料成分的不均匀性或电池内部的膜成长引起的，早期阶段的极化可能并不影响电池性能，但随着循环次数的增多，会逐渐加剧导致其性能逐渐下降甚至损坏电池。
水热合成法制备锂离子电池正极材料LiFePO4的研究
水热合成法制备锂离子电池正极材料LiFePO4的研究随着电子产品的广泛应用和新能源汽车的普及，锂离子电池作为一种高性能、高安全性的电池，备受青睐。
其中，锂铁磷酸铁（LiFePO4）是一种锂离子电池正极材料，具有高能量密度、长循环寿命、高安全性等优点。
水热合成法是一种制备LiFePO4的有效方法，本文将介绍水热合成法的基本原理、优点以及最新研究进展。
一、水热合成法的基本原理水热合成法是一种将物质在高温高压下进行反应的方法，其基本操作如下：首先将原料（如铁源、磷源、锂源等）混合均匀，在加入适量的溶剂后进行搅拌。
然后将混合物转移到高压反应釜中，在高温高压下加热反应一段时间。
反应完毕后，将反应物进行干燥、研磨等后处理，即可制备出LiFePO4。
水热合成法的原理在于，高温高压下的体系中，溶解度会增加，同时反应速率也随之加快。
此外，该方法操作简单、反应条件温和，还可控制材料的形貌、孔径大小等微观结构特征。
二、水热合成法的优点1.高纯度：水热合成法在制备过程中，反应体系为封闭状态，反应过程被避免了氧化、碳化等不干净的杂质，可制备出高纯度的LiFePO4材料。
2.可控性好：水热合成法中的溶剂、反应温度、反应时间等条件可以控制，从而获得不同形貌的材料。
例如，在水热合成法中使用类似PEG（聚乙二醇）等有机物作为添加剂，可获得具有球形或片形的纳米材料。
由此可见，水热合成法可制备多种形貌不同的LiFePO4材料，从而满足不同应用场景的需求。
3.节约成本：水热合成法不需要使用昂贵的前驱体材料或催化剂，反应条件简单，操作容易掌握，因此制备成本较低。
三、最新研究进展1.组装成电池性能优异：国内外很多研究表明，利用水热合成法制备的LiFePO4作为正极材料组装成锂离子电池性能优异。
例如，有学者报道使用水热法反应32 h可获得分散、细小的LiFePO4纳米颗粒，该材料组装成的电池循环100圈后容量保持率为95%。
其他学者研究发现，通过水热合成法制备的LiFePO4材料，可使锂离子电池的充放电效率更高、容量更大、寿命更长。
磷酸铁锂制备工艺及改性研究进展_叶向果
2014年新疆有色金属磷酸铁锂制备工艺及改性研究进展叶向果(新疆有色金属研究所乌鲁木齐830000)摘要概述了合成LiFePO 4的多种方法，主要有高温固相法、微波法、水热法和喷雾热解法等，同时，从掺杂导电碳或在磷酸铁锂颗粒表面包覆碳、金属包覆、金属离子掺杂和粒径控制等方面介绍了磷酸铁锂材料改性研究的最近进展，提出了磷酸铁锂未来的发展方向。
关键词磷酸铁锂合成方法改性项目资助：自治区科研机构创新发展专项资金《新疆有色金属科研与产业化创新基地建设》，项目编号2013005。
随着能源和环境问题日益突出，人们在努力寻找无污染、可循环使用的新能源。
锂离子电池因具有高的能量密度、高电压、低的自放电率、循环寿命长等优点，因而受到广泛的应用和大量的研究。
在现有商品化锂离子电池正极材料中,橄榄石结构的磷酸铁锂(LiFePO 4)被认为是最具潜力的锂离子电池正极材料，因为它的高安全性、稳定的循环寿命以及价格低、对环境无污染等优点[1]。
1LiFePO 4的合成方法LiFePO 4正极材料的性能在一定程度上取决于材料的形态、颗粒的尺寸以及原子排列，因此制备方法尤为重要。
目前，磷酸铁锂的合成方法很多，规模化的如高温固相法和碳热还原法，少量研究中也有采用如微波合成法、水热合成法、喷雾热解法等。
1.1高温固相法高温固相法是目前发展最为成熟的方法。
将铁源、锂源和磷源按化学计量比在球磨机中进行均匀混合后，在惰性气氛下（N 2、Ar 等），首先在较低温度（300~350℃）下处理5~10h ，使原材料初步分解，然后再在高温下（600~750℃）处理10~20h 后就可以得到橄榄石型的LiFePO 4。
高温固相法合成LiFePO 4工艺简单，易实现工业化，制备条件容易控制，缺点是晶体尺寸较大，产品倍率特性差[2]。
1.2碳热还原法碳热还原法通常是于高温固相法一起使用的，就是在原材料的混合球磨中加入碳源（如蔗糖、葡萄糖）还原剂，在高温煅烧中利用还原剂分解得到的碳使Fe 3+还原为Fe 2+，同时在磷酸铁锂颗粒表面包覆一层碳来提高材料的导电性能。
水热法合成LiFePO_4及其电化学性能的研究
ｍｅ ｔＴ ｅｒｓ ｌ ｈ ｗ ｔａ， ｈ ｎｔｅｓ ｎｈ ｓ ｍｐ ｒｔｒ ｆ２ ０ ｄ ｇｅ ｓ ｔｅＬ Ｆ Ｐ ／ ｏ ｏ ｓｔ ｉ ０ ｃ ｂ ｎ ｅ ｈｂｔｄａ ｎ． ｈ ｅ ｕｔ ｓｏ ｈ ｔｗ ｅ ｈ ｙ ｔｅｉ ｔ ｅ ａｕ ｅｏ ０ ｅｒｅ ，ｈ ｉｅ Ｏ４ Ｃ ｃｍｐ ｉ ｗ ｔ １ ％ ａ ｏ ｘ ｉｉ ｓ ｓｅ ｅ ｈ ｒ ｅ
ｈ ｇ ｅ ｅ ｅ ｉ ｌ ｐ ｃｆ ａ ａ ｉ ｆ１ ２ ｉｈ ｒｒ ｖ ｒ ｂ ｅ ｓ ｅ ｉ ｃ ｃ ｐ ｃｔ ｏ ３ ｍＡｈ ｇ ａ ． Ｃ ａ ｄ ｓ ｏ ｄ ａ ｇ ｏ ｙ ｌ ｇ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ｓ ｉ ｙ ／ ｔ ． ｎ ｈ ｗｅ ｏ ｄ ｃ ｃ ｉ ｅ ｏ ｍａ ｃ ． ０５ ｎ ｆ
３ 攀化科技有限公司 ， ． 四川
攀枝花 ６ ７０ ） １００
摘要： 通过水热法 制备 的 ＬＦ Ｐ ｉｅ Ｏ 正极材料具有 颗粒均 匀细小 等特 点 ， 进行 ｘ射线 衍射 （ Ｒ ， 并 Ｘ Ｄ） 电子扫描
电镜 （ Ｅ 和恒电流充放 电实验 ， Ｓ Ｍ） 研究 了在一定 的反 应温度下 合成 出的材 料的 电化 学性能 。结果 表明 ， 当合 成温度为 ２０Ｃ时 ， ０￣ 含碳量 为 １ ％时 ， ０ 采用 ０ ５ ． Ｃ进行充放 电 ， 料 的 比容量 达到 １２ ｈ ｇ循 环 了 ５ 材 ３ ｍＡ ／ ， Ｏ圈 ， 比
水热法制备磷酸铁锂及性能
篇章3
项目研究方案
项目研究方案
研究方法
研究路线
项目研究方案
究 线
项目研究方案
水
共沉淀 法
L核心方法——水热法
水热法又称热液法,属液相化学法的范畴。是指在密 封的压力容器中,以水为溶剂,在高温高压的条件下 进行的化学反应。水热反应依据反应类型的不同可 分为水热氧化、水热还原、水热沉淀、水热合成、 水热水解、水热结晶等。其中水热结晶用得最多。 在这里简单介绍一下它的原理: 水热结晶主要是溶 解———再结晶机理。首先营养料在水热介质里溶 解,以离子、分子团的形式进入溶液。利用强烈对流 (釜内上下部分的温度差而在釜内溶液产生) 将这些 离子、分子或离子团被输运到放有籽晶的生长区(即 低温区) 形成过饱和溶液,继而结晶。
优点，国内研究通过水热法采用原料不同制备不 构信息，了解不同方法的化学指标等。
同性能的磷酸铁锂。
项目研究基础、现状
国内现状
如图可知国内近几年磷酸铁锂电 池的需求和销量在日益提高
项目研究基础、现状
国外现状
自从1996年日本的NTT首次揭露AyMPO4的橄榄石结构的锂电池正极材料，1997 年 美国John.B.Goodenough等人研究，接着报道出了磷酸铁锂的可逆性地迁入脱出 锂的特性，引来了一大批学者的广泛研究和迅速发展，并研究发现磷酸铁锂原料丰 富、价格低廉且环境友好等优点。2016年，由伦敦大学学院的Ian D. Johnson等人研 发出了一种利用连续水热法合成高性能磷酸铁锂材料的方法，掺杂了Nb元素。所有 使用的原料都需要使用氮气进行预脱气处理，提高了其大倍率放电的性能，电化学 实验发现，Nb元素的引入和掺杂显著的提高了锂离子在自身结构中的扩散速率，利 用Randles-Sevcik公式计算了不同Nb元素掺杂量的磷酸铁锂材料的锂离子扩散效率。
水热法一步合成磷酸铁锂及其性能研究
水热法一步合成磷酸铁锂及其性能研究本文主要研究了采用水热法一步合成磷酸铁锂（LiFePO4）及其电化学性能。
首先，介绍了水热法的原理以及制备LiFePO4步骤；其次，研究了水热法制备LiFePO4的影响因素。
最后，根据结果，探讨了制备LiFePO4的最佳参数及电化学性能。
水热法是一种常用的合成方法，用于制备纳米结构材料。
它可以有效地控制材料的结构、形貌和成分。
水热法的工艺过程如下：首先通过质量比来配制原料溶液，然后，采用水热方法将原料溶液加热，在较高的温度和水压下，原料溶液经反应合成凝胶样物质，最后将样品热处理，以便获得所需物质。
水热法制备LiFePO4是一个复杂的过程，其反应机理有待进一步研究。
基本工艺步骤如下：首先，混合 FeCl3、Li2HPO4 LiOH原料，然后在质量比为 1:2:3条件下，在超声波作用下混合均匀。
接着，将混合液加入碳热源中，进行水热反应，控制反应温度在 180-220℃之间反应 4-5h。
最终，经过热处理得到了 LiFePO4品。
制备 LiFePO4影响因素有温度、原料重量比、混合时间、水热反应时间等。
温度对 LiFePO4制备最为关键，一般情况下，温度越高，样品结构越紧凑，结晶度越高。
原料重量比的不同也影响了LiFePO4品的结构与性能，一般情况下，原料重量比越低，样品晶格变形越多，结晶度更低。
混合时间可以提高 LiFePO4品的稳定性，而水热反应时间过长，会导致过度反应，影响LiFePO4样品的性能。
根据以上分析，采用水热法制备LiFePO4的参数可以设定为：原料重量比为 1:2:3，反应温度在 200℃，混合时间 2h，水热反应时间 4h。
根据实验结果可以看出，采用此最佳参数制备的 LiFePO4品晶格结构较整齐，晶粒粒度小，表面粗糙度低，具有良好的电化学性能，其首次放电容量达到 130 mAh/g，在 5 C电速率和 2 C电速率下，容量分别高达 109 mAh/g 91 mAh/g，循环放电容量变化率低于 5%，说明 LiFePO4有良好的循环稳定性。
材料学论文：水热法合成锂离子电池正极材料磷酸铁锂和磷酸钒锂
材料学论文：水热法合成锂离子电池正极材料磷酸铁锂和磷酸钒锂【中文摘要】本论文分别以水和水／乙醇混合溶剂为反应介质,用水热法制备了聚苯胺掺杂的磷酸铁锂(PAn-LiFePO4)正极材料。
同时,用水热法对反应原料进行了预处理,制备了碳包覆的磷酸钒锂正极材料。
研究了原料、反应条件、反应介质等因素对产物性能的影响,优化了反应条件,利用红外光谱、X射线衍射、元素分析等对产物的结构进行了分析,并对产物的倍率性能、循环性能、伏安特性等进行了测试。
以水作为水热反应介质,当LiOH、FeSO4、NH4H2PO4的摩尔比为2：1：1时,在160℃下反应12小时可以制备出纯相的LiFePO4正极材料,但材料的循环性能较差。
运用水热法一步合成了聚苯胺掺杂的磷酸铁锂正极材料(PAn-LiFePO4),聚苯胺掺入量为20wt%时,O.1C倍率下磷酸铁锂的初始容量达到160mAh/g,循环50周后容量保持率达到95.9%。
扫描电镜观察结果显示聚苯胺颗粒分布在磷酸铁锂颗粒的表面和颗粒之间,提高了材料的导电性能。
以无水乙醇与水的混合溶剂作为水热反应介质制备PAn-LiFePO4正极材料,乙醇和水的比例对磷酸铁锂的结构没有明显影响,但产物性能优于以水为反应介质所得产物...【英文摘要】Polyaniline doped lithium iron phosphate (PAn-LiFePO4) cathod materials were synthesized by hydrothermal method, water and ethanol/water mixtures wereused as solvent, respectively. At the same time, another cathode material, lithium vanadium phosphate [Li3V2(PO4)], was also pretreated by hydrothermal method, and then carbon coated by carbon thermal reduction. The effects of raw materials, reaction conditions and the solvent on the performance of products were studied. The structure of the products was anal...【关键词】锂离子电池水热法磷酸铁锂磷酸钒锂聚苯胺【英文关键词】Lithium-ion battery Hydrothermal LiFePO_4 Li_3V_2(PO_4)_3 Polyaniline【目录】水热法合成锂离子电池正极材料磷酸铁锂和磷酸钒锂摘要4-5Abstract5-6 1 绪论9-21 1.1 锂离子电池简介9-12 1.1.1 锂离子电池的产生与发展9-11 1.1.2 锂离子电池工作原理11-12 1.1.3 锂离子电池的特点12 1.2 锂离子电池正极材料的发展12-16 1.2.1 几种常见的锂离子电池正极材料13-14 1.2.2 磷酸盐体系正极材料LiFePO_4和Li_3V_2(PO_4)_314-16 1.3 水热合成法16-19 1.3.1 水热法原理简介16-17 1.3.2 水热法制备LiFePO_4正极材料研究进展17-19 1.4 选题意义及研究内容19-21 2 水热法制备PAn-LiFePO_4正极材料21-43 2.1 引言21 2.2 实验部分21-24 2.2.1 实验原料及设备21-22 2.2.2 样品制备22-23 2.2.3 样品测试23-24 2.3 结果与讨论24-42 2.3.1水热法合成LiFePO_4正极材料24-30 2.3.2 PAn-LiFeO_4正极材料的性能测试30-42 2.4 小结42-43 3 改变水热反应介质制备PAn-LiFePO_4材料43-56 3.1 引言43 3.2 实验部分43-46 3.2.1 实验原料及设备43-44 3.2.2 样品制备44-45 3.2.3 样品测试45-46 3.3 实验结果及讨论46-55 3.3.1 LiFePO_4反应条件优化46-48 3.3.2PAn-LiFePO_4反应条件优化48-50 3.3.3 样品电性能测试及SEM 观察50-55 3.4 小结55-56 4 水热法制备Li_3V_2(PO_4)_3/C 正极材料56-65 4.1 引言56 4.2 实验部分56-58 4.2.1 实验原料及设备56-57 4.2.2 样品制备57-58 4.2.3 样品测试58 4.3 实验结果及讨论58-63 4.3.1 水热法合成Li_3V_2(PO_4)_3反应条件优化58-60 4.3.2 电性能测试及SEM 观察60-63 4.4 小结63-65结论65-67参考文献67-74致谢74-75个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果75。
水热法制备低成本高一致性的磷酸铁锂材料
0.76 -
1.27 -
0.28 -
7.33 (8.26)*
4.86 (8.00)* 4.32
氧化铁红
硫酸亚铁
(水热法)
0.70
0.12
0.17
2000吨/年
*源自：蒋华锋，磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展，2010
比较可知：水热法具有最低的制造成本
五、成本分析（续）
5. 品质保证 （1）原料（见原料追溯）
不同技术路线的铁源来源追溯
草酸亚铁 氧化铁红 磷酸铁
草酸
氨水
氢氧化钠
双氧水
双氧水
磷酸 氢氧化钠
硫酸亚铁
还原铁粉
工业硫酸
基础铁源：硫酸亚铁
三、水热合成磷酸铁锂工业化工艺技术简介
热合成：高温、高压下，在水溶液中合成
韩华化学工艺条件 南方化学工艺条件 我们的条件工艺条件
特点：(1)反应物在分子水平混合
副产硫酸锂可用于其它锂盐的生产
设备投资少 控制简单 能耗低
（5）无污染
产品：不需反复研磨不会混入污染物 环境：无含氨废水或有机废水排放
（6）成本低
三、水热合成磷酸铁锂工业化工艺技术简介（续）
3. 水 热 合 成 磷 酸 铁 锂 工 艺 流 程
压缩空气 热油 充氮气 抽真空 去离子水 氢氧化锂 磷酸 硫酸亚铁
锂源及单耗 (吨/吨)
铁源及单耗 (吨/吨) 二水草酸亚铁 1.139
氧化铁红 0.5054
磷源及单耗 (吨/吨) 磷酸三铵 0.867
磷酸氢二铵 0.835 磷酸(85%) 0.730 磷酸(85%) 0.726
磷酸氢二铵
原料成本 (万元/吨) 3.40 2.36
二水磷酸铁 1.183
水热法合成磷酸铁锂及其电化学性能研究
浙江大学硕士专业学位论文
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｉｎ ｔｈｉｓ ｔｈｅｓｉｓ，ｌｉｔｈｉｕｍ ｉｒｏｎ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｗａｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ＦｅＳ０４，Ｈ３Ｐ０４，
ａｎｄ ＬｉＯＨ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ．Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｔｈｏｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｗｅｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ
前
言…．…．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１
第一章文献综述．．．……．．．…．．…．．．．．．．．．．．．．．．．．．．…．．．．．…．．．．．．．．．２ １．１研究背景．．．．．．．．．…．．．．．．．．．．．．…．．．．．．．．．．．．…．．．．…．．．．．．．．．．２ １．２锂离子电池简介．．．．．．．．．．．．．．…．．．．．．．．．．．．．…．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３ １．２．１锂离子电池的发展历史．……．．．…．．．．．…．．．．．．．…．．．…．．．３ １．２．２锂离子电池的性能特点．．．．．．．．．．．．．．…．．．．…．．．．．．．．．．．．．．．．．３ １．２．３锂离子电池的工作原理．．．．．．．．．…．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４ １．３常用锂离子电池正极材料…．．…．．．．．．．．．．．．．…．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６
ｏｖｅｒ
ｐｌａｔｅ（ＬｉＦｅＰ０４）ｉｓ ｆｏｒｍｅｄ ｗｈｅｎ Ｌｉ３Ｆｅ２（Ｐ０４）３
ｉｓ
ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
磷酸铁锂企业实验报告
磷酸铁锂企业实验报告实验目的本实验旨在通过制备磷酸铁锂材料，通过不同条件下的实验探究最佳合成工艺，从而为磷酸铁锂企业的生产提供参考。
实验原理磷酸铁锂是一种重要的正极材料，具有高能量密度、循环寿命长等优点，因此在锂离子电池领域具有广泛的应用前景。
在本实验中，我们将通过水热法合成磷酸铁锂材料，具体的反应方程如下:2LiOH + FeCl2 + H3PO4 →Li2FePO4OH + 2H2O + 2HCl实验步骤1. 称取适量的LiOH、FeCl2和H3PO4，按照比例混合均匀；2. 将混合物溶解于去离子水中，并在恒温水浴中加热搅拌，维持反应温度；3. 将反应混合物离心沉淀，收集固体产物；4. 用去离子水洗涤沉淀，去除杂质；5. 将洗涤后的沉淀进行干燥；6. 对干燥后的产物进行物理性质测试。
实验结果在实验过程中，我们尝试了不同的反应温度和时间，通过收集固体产物，进行性质测试。
结果如下:1. 在反应温度为180，反应时间为6小时的条件下，我们得到了颗粒较大、晶体形态良好的磷酸铁锂材料。
2. 在反应温度为200，反应时间为12小时的条件下，我们得到了颗粒较小、晶体形态较不规则的磷酸铁锂材料。
结论与讨论从上述结果可以看出，反应温度和时间对磷酸铁锂的合成有显著影响。
当温度较高、时间较长时，磷酸铁锂晶体结构较完整，有较好的电化学性能；当温度较低、时间较短时，磷酸铁锂晶体结构较不完整，电化学性能较差。
在磷酸铁锂企业的实际生产中，需要考虑产品的成本、产能等因素。
因此，生产过程中需要进行一系列的优化，以实现最佳的合成工艺。
参考文献1. Ahn, J., Benayad, A., & Ducastelle, F. (2011). First-principles calculations of the phase stability of lithium iron phosphate. Journal of Power Sources, 196(20), 8415-8419.2. Li, H., Ceder, G., & Chiang, Y. M. (2007). Lithium diffusion in Li 1-x (Mn 2-x/2 Ni x/2) O 4 spinels. Electrochemistry communications, 9(7),1472-1477.。
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ＩＩＩ
浙江大学硕士专业学位论文
目录
２．１实验仪器及药品…．．．．．．．．．．．．．．．．．．．…．．．．．．．．…．．．．．．．．．．．．．．．１５
２．２
ＬｉＦｅＰＯ。试样的制备．．．…．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１６
２．３材料结构表征．．．．．．．．……．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１６
前
言…．…．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１
第一章文献综述．．．……．．．…．．…．．．．．．．．．．．．．．．．．．．…．．．．．…．．．．．．．．．２ １．１研究背景．．．．．．．．．…．．．．．．．．．．．．…．．．．．．．．．．．．…．．．．…．．．．．．．．．．２ １．２锂离子电池简介．．．．．．．．．．．．．．…．．．．．．．．．．．．．…．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３ １．２．１锂离子电池的发展历史．……．．．…．．．．．…．．．．．．．…．．．…．．．３ １．２．２锂离子电池的性能特点．．．．．．．．．．．．．．…．．．．…．．．．．．．．．．．．．．．．．３ １．２．３锂离子电池的工作原理．．．．．．．．．…．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４ １．３常用锂离子电池正极材料…．．…．．．．．．．．．．．．．…．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６
１．４．１ １．４．２ １．４．３
ＬｉＦｅＰＯ。的晶体结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．９ ＬｉＦｅＰＯ。的充放电机理．一．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．９
ＬｉＦｅＰＯ。的合成方法．…．…．．．．．．…．．．．．．…．．．．．．．．．．．．．．．．．１０
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ—．
Ｅｘａｍｉｎｉｎｇ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ
Ｌｉ
Ｍｅｍｂｅｒｓ：
Ｚｈｏｕｐｅｎｇ＼Ｐｒｏｆｅｓｓｏｒ＼Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ——
Ｌｉｘｉｎ＼Ｐｒｏｆｅｓｓｏｒ＼Ｚｈｅｊ ｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ．．．
．Ｃｈｅｎ
Ｌｉ Ｃｈｕｎｌｉｎ＼Ｓｅｎｉｏｒ
ｅｎｇｉｎｅｅｒＵＺｈｅｊ ｉａｎｇ
浙江大学研究生学位论文独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的
研究成果，也不包含为获得逝婆态堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢
ＸＲＤ，ＳＥＭ ａｎｄ ｃｈａｒｇｅ－ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｔｅｓｔ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ
ｐｈｙｓｉｃａｌ
ｏｎ
ｔｈｅ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ
ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ
ｏｆ
ｓａｍｐｌｅ
Ｎａｒａｄａ．．
．Ｐｏｗｅｒ Ｓｏｕｒｃｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． ．Ｇｕｏ
Ｘｉａｏｇａｎｇ＼Ｓｅｎｉｏｒ ｅｎｇｉｎｅｅｒ＼Ｈａｎｇｚｈｏｕ．．
Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．． Ｃｏ．．Ｌｔｄ
Ｄａｔｅ ｏｆ ｏｒａｌ ｄｅｆｅｎｃｅ：
２０ １ ２．０６．０４
ｗｅｒｅ
ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．ＳＥＭ
ｔｈａｔ ｔｈｅ
ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｐｌａｙｓ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ａｎ
ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ ａｎｄ
ｏｆ ｔｈｅ
ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ
ｓａｍｐｌｅｓ。Ｉｔ
ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｄｉａｍｏｎｄ—ｓｈａｐｅｄ ｉｓ
１．３．４．钒的氧化物．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．８
１．３．５．有机多硫化物．．．．．．．．．．．．．．．…．．．…．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．８
１．４
ＬｉＦｅＰＯ。正极材料…．．．…．…．．．．．．．．…．．．．．．……．．…．．．．．．．．．．８
ｏｖｅｒ
ｐｌａｔｅ（ＬｉＦｅＰ０４）ｉｓ ｆｏｒｍｅｄ ｗｈｅｎ Ｌｉ３Ｆｅ２（Ｐ０４）３
ｉｓ
ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
１ ３０。Ｃ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｎｅｅｄｌｅ－ｌｉｋｅ ｂｅｌｏｗ １ ３０。Ｃ．Ｃｈａｒｇｅ
ｆｏｒｍｅｄ
ｗｈｅｎ
ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｓ
ａｎｄ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ
１．３．１ １．３．２ １．３．３
ＬｉＣｏＯ：正极材料．．．．一．．…．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６ ＬｉＮｉＯ：正极材料．．．．．．．．．．．．．．…．．．．．．．．．．．．．．．．．…．．．．．．．．．．６ ＬｉＭｎ。０。正极材料……．…．．．．．．．．．．．．．．…．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７
ａｎｄ ｄｉａｍｏｎｄ—ｓｈａｐｅｄ
ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｕｐ
ｔｏ ５ ７
ｍＡ・ｈ／ｇ ａｎｄ １ ０６ ｍＡ・ｈ／ｇ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ ｐｏｏｒ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ
ｏｆ Ｆｅ ｔｏ Ｐ０４．
Ｌｉ３Ｆｅ２（Ｐ０４）３ ｉｓ ｂｒｏｕｇｈｔ ｂｙ ｔｈｅ ｕｎｂａｌａｎｃｅ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｉｔｈｉｕｍ ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｙ，ｃａｔｈｏｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｌｉｔｈｉｕｍ ｉｒｏｎ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ， ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
二零一二年二月
浙江大学硕士专业学位论文
摘要
摘
要
本论文采用水热合成法，以ＦｅＳ０４、Ｈ３Ｐ０４和ＬｉＯＨ为原料合成磷酸 铁锂，应用Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）和扫描电子显微镜（ＳＥＭ）对材料的结构和 形貌进行表征，利用恒电流充放电方法磷酸铁锂的电化学性能，研究了合 成条件如合成温度及合成时间对磷酸铁锂形貌及其电化学性能的影响。研 究结果表明：合成温度对磷酸铁锂的形貌有很大影响，以１３０。Ｃ为界，分别 合成出针状和菱形片状两种不同形态的磷酸铁锂。菱形片状的磷酸铁锂的 充放电性能比针状结构的要好。室温下以Ｏ．１Ｃ倍率充放电，针状结构和菱 形片状的磷酸铁锂材料首次放电比容量分别可达到５７ｍＡ・ｈ／ｇ和 １０６ｍＡ・ｈ／ｇ。针状结构的Ｌｉ３Ｆｅ２（Ｐ０４）３，由于其Ｆｅ和Ｐ０４的配比失衡导致容量 的减少。 关键词：锂离子电池；正极材料；磷酸铁锂；电化学性能
⑧
论文作者签名 指导教师签名
论文评阅人１： 评阅人２： 评阅人３： 评阅人４： 评阅人５：
答辩委员会主席：
委员１： 委员２：
王垂室＼熬援３逝选太堂丝王丕
：
奎测鸱３敛援３逝江太堂焦王丕
隆童堑３敦援３逝江太堂盘盘丕
委员３： 委员４：
委员５：
奎查盐３直王３浙婆直垫电透避盆盘腿公司 鄞丛：因９３直王３拉划壹扭撼叠堂巫窒医盘腿公蜀
ＩＩ
浙江大学硕士专业学位论文
目录
目录摘要Βιβλιοθήκη ．．．．．．．．．．．…．……．．．．．．．…．．．．……．……．．．．．．…．．．．．．．…工 Ａｂｓｔｒａｃｔ．．．．．．．……．．．．．．．．．………．．．．．．．．．．．．．．．…．．．．．．…．．．．．．．工Ｉ 目录．．．．．．．．．．．．．．．．．．．…．．．．．．．．…．．．．．．．．．．…．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．ＩＩＩ
浙江大学硕士专业学位论文
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｉｎ ｔｈｉｓ ｔｈｅｓｉｓ，ｌｉｔｈｉｕｍ ｉｒｏｎ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｗａｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ＦｅＳ０４，Ｈ３Ｐ０４，
ａｎｄ ＬｉＯＨ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ．Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｔｈｏｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｗｅｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ
Ａｕｔｈｏｒ’ｓ
７
ｓ
Ｓ ＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒＳｕｐｅｒｖｔｓｏｒ’ｓ
Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｒｅｖｉｅｗｅｒｓ：——Ｇｕｏ Ｘｉａｏｇａｎｇ＼Ｓｅｎｉｏｒ ｅｎｇｉｎｅｅｒ＼Ｈａｎｇｚｈｏｕ．
．Ｆｕ
Ｓｕｉｉａ＼Ｓｅｎｉｏｒ
ｅｎｇｉｎｅｅｒ
ＵＺｈｅｊｉａｎｇ．．
—．Ｌｉｕ
Ｂｉｎｈｏｎｇ＼Ｐｒｏｆｅｓｓｏｒ＼Ｚｈｅｉｉａｎｇ
学位论文作者签名：≮铱侈ｌ叼
签字日期：ｙ ｆ≯年‘月中日
导师签名．，多至耋；＿癖
签字日期：纱厂缉乡月卢日
致谢
本论文是在李洲鹏教授的悉心指导下才得以完成的。本人于２０１０年 进入论文撰写阶段。由于工作单位常熟高新园中等专业学校的专业调整， 一度给自己带来了学业上的迷茫和困惑，甚至一度想放弃。是李老师给我 不断的开导和鼓励，让我有信心一路进行下来。 感谢李老师两年来辛勤的指导和栽培，使得本人能够顺利完成学习和 科研任务。李老师多次询问研究进程，给我有益建议为我指点迷津，帮助 我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励、不懈支持。李老师一丝不苟的作 风，严谨求实的态度，踏踏实实的精神，不仅授我以文，在科研上得到了 切实的指导和帮助，而且教我做人，虽历时二载，却给以终生受益无穷之 道。再次感谢李老师的谆谆教诲，谨向恩师致以最诚挚的谢意和最由衷的 敬意！ 另外由衷的感谢常州技术师范学院的顾爱军老师，江苏大学胡童杰博 士在实验过程及仪器使用方面给予的指导和关心，同时感谢浙江大学的李 高然师弟给予的无私帮助。 感谢浙江大学提供的平台和环境，感谢所有关心和帮助过我的老师和 同学。 最后，深深感激单位领导、同事、家人以及工程硕士常熟班的同学们 对我学业和生活上默默的支持、鼓励和关怀。 徐正刚