摘要本实验采用微波溶剂热法在160℃条件下，20min条件下采制备Fe取代LiMn1-xFexPO4 (0≤x≤0.5)锂离子电池正极材料，同时采用喷雾法对其进行碳包覆，获得LiMn1-xFexPO4/C复合材料，以提高电极材料的导电性能和循环稳定性。通过调节Fe2+的取代量，对比不同Fe2+取代量对材料的结构、形貌及其电化学性能的影响。通过XRD实验测试结果发现，合成的LiMn1-xFexPO4正极材料为正交晶系橄榄石结构固溶体，随着Fe2+取代量的增加，（311）衍射峰向右偏移，通过结构精修计算晶格参数变化发现Fe2+的取代使其晶胞参数变小。经过电化学性能测试发现，LiMn0.8Fe0.2PO4/C放电比容量、循环稳定性能较好。62146

毕业论文关键词： 磷酸锰铁锂；微波溶剂热法；喷雾干燥法；电化学性能；XRD

Abstract Fe substituted LiMn1-xFexPO4 (x = 0 ~ 0.5) cathode materials were synthesized at 160℃ for 20min by microwave-assisted solvothermal method for lithium ion batteries. Then as-prepared samples were coated by carbon layer using spray-dry method to form high electronic/ionic conductivity and high cyclic stability LiMn1-xFexPO4/C composite materials.  The influence of Fe2+ substitute amount on structure, morphology and electrochemical properties was investigated. According to the XRD results, the LiMn1-xFexPO4/C cathode materials were orthorhombic olivine structure solid solution. With the increasing of Fe2+ substitute amount, the diffraction peak (311) shifted to the right and the crystal cell parameters decreased. Basing on the results of electrochemical analysis, LiMn0.8Fe0.2PO4/C showed the highest discharge capacity and best cyclic stability.

KeyWords:  Lithium ferric manganese phosphate; Microwave solvent thermal method; Spray method; Electrochemical properties; XRD

目     录

1 绪论 1

1.1 锂离子电池的发展现状 1

1.1.1 锂离子电池的工作原理 2

1.1.2 锂离子电池正极材料 3

1.1.3 常用的LiFePO4合成方法 5

1.1.4 常用的LiMnPO4合成方法 7

1.2 课题的研究目的及要求 8

1.2.1 研究目的 8

1.2.2 研究要求 8

2 实验 10

2.1 药品与仪器 10

2.1.1 实验药品 10

2.1.2 实验仪器 10

2.2 实验内容 12

2.2.1 LiMnl-xFexPO4粉体材料的合成 12

2.2.2 正极片的制备方法 13

2.2.3 电池装配 13

2.4 材料表征 14

2.4.1 XRD检测 14

2.4.2 电化学性能测试 14

3 结果与分析 15

3.1 LiMnl-xFexPO4的XRD分析 15

3.1.2 XRD图谱 15

3.1.2 LiMnl-xFexPO4的晶胞分析 15

3.3 LiMnl-xFexPO4的电化学性能分析 18

3.3.1 电池充放电曲线图分析 18

3.3.2 循环稳定性分析