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摘要本实验采用微波溶剂热法制备Fe取代LiCo1-xFexPO4(0.1≤x≤0.5)高压锂离子电池正极材料。采用微波辅助加热的方法，低温、快速(200℃，20min）合成LiCo1-xFexPO4，同时结合喷雾裂解法对其进行碳包覆，获得LiCo1-xFexPO4/C，从而提高材料的导电性和循环稳定性。通过调节Fe的比例，对比不同比例Fe取代对材料的形貌结构及其电化学性能的影响。XRD测试发现，随着Fe含量的增加，衍射峰向低角度偏移，表明合成材料为Fe取代LiCo1-xFexPO4固溶体，并且Fe取代影响其晶胞结构参数。经过电化学性能测试发现，LiCo0.5Fe0.5PO4放电比容量、循环稳定性能较好。32463
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毕业论文关键词：磷酸钴铁锂；微波溶剂热法；喷雾裂解法；电化学性能；XRD
Abstract In this study, the high-voltage lithium-ion battery cathode material LiCo1-xFexPO4 (0.1≤x≤0.5)with Fe substitution prepared by microwave solvothermal. Using the method of microwave assisted heating, Synthesis LiCo1-xFexPO4 fast (200 ℃, 20min) at low temperature, Using the method of microwave assisted heating, Synthesis LiCo1-xFexPO4 fast (200 ℃, 20min),at low temperature, combined with Spray pyrolysis method to coat it with carbon, to get LiCo1-xFexPO4 ,so as to enhancing the conductivity and cycling stability of the material. Through adjusting the ratio of Fe, contrast the effect of the different ratio of Fe Substitution on the topography and electrochemical properties of material. From the XRD tests, we found that with the increase of Fe content, the low angle diffraction peak shift, indicating that synthetic materials was solid solution LiCo1-xFexPO4 with Fe subtutition, and Fe substitution parameters affect the cell structure. After electrochemical performance tests found, the discharge capacity, cycling stability of LiCo0.7Fe0.3PO4 performanced better.
KeyWords: Lithium iron cobalt phosphate; Microwave solvothermal; spray pyrolysis method;Electrochemical performance; XRD
目 录
1绪论 1
1.1锂离子电池简介 1
1.1.1锂离子电池的主要结构及工作原理 1
1.1.2锂离子电池的主要特点 2
1.1.3锂离子电池正极材料 2
1.1.4锂离子电池负极材料 2
1.1.5锂离子电池对正极材料的要求 3
1.1.6几种正极材料的比较 3
1.2 LiCoPO4正极材料的结构和及其特点 3
1.2.1磷酸钴锂材料的合成工艺 4
1.3 LiCoPO4的改性研究 4
1.3.1合成LiCoPO4/C正极复合材料 5
1.3.2掺杂金属离子（Fe、Mn或Zn） 5
1.4研究的目的与要求 5
1.4.1研究的目的 5
1.4.2研究的要求 5
2实验部分 6
2.1实验药品 6
2.2仪器和设备 6
2.3实验内容 8
2.3.1材料制备 8
2.3.2正极片的制备方法 8
2.3.3电池装配 9
2.4实验优化 9
2.4.1掺杂Fe2+ 9
2.4.2微波反应的温度和时间 10
2.4.煅烧参数的确定 10
2.5 研究和测试方法 10
2.5.1 XRD 10
2.5.2 电化学性能测试 11
2.5.3 碳硫分析 11
2.5.4 激光粒度测试 11
3结果与分析 12
3.1 各个比例LiCo1-xFexPO4正极材料的XRD图及分析 12
3.2 LiCol-xFexPO4的粒度分析 13
3.3 LiCol-xFexPO4的碳硫分析 16
3.4 LiCo1-xFexPO4/C电池的电化学分析 17