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

1、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-LiFeP04)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、FeSO4NH4H2PO的摩尔比为2:1:1时,在160C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

2、(PAn-LiFePO4),聚苯胺掺入量为20wt%时,0.1C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】Polyanilinedopedlithiumironphosphate(PAn-LiFePO4)cathodmaterialsweresynthesizedbyhydrothermalmetho

3、d,waterandethanol/watermixtureswereusedassolvent,respectively.Atthesametime,anothercathodematerial,lithiumvanadiumphosphateLi3V2(PO4),wasalsopretreatedbyhydrothermalmethod,andthencarboncoatedbycarbonthermalreduction.Theeffectsofrawmaterials,reactionconditionsandthesolventontheperformaneeofproductswe

4、restudied.Thestructureoftheproductswasanal.【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-ionbatteryHydrothermalLiFePO_4Li_3V_2(PO_4)_3Polyaniline【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4-5Abstract5-61绪论9-211.1锂离子电池简介9-121.1.1锂离子电池的产生与发展9-111.1.2锂离子电池工作原理11-121.1.3锂离子电池的特点121.2锂离子电池正极材料的发展12-161.2.1几种常见的锂离子电池正极材料13-14

5、1.2.2磷酸盐体系正极材料LiFePO_4和Li_3V_2(PO_4)_314-161.3水热合成法16-191.3.1水热法原理简介16-171.3.2水热法制备LiFePO_4正极材料研究进展17-191.4选题意义及研究内容19-212水热法制备PAn-LiFePO_4正极材料21-432.1引言212.2实验部分21-242.2.1实验原料及设备21-222.2.2样品制备22-232.2.3样品测试23-242.3结果与讨论24-422.3.1水热法合成LiFeP0_4正极材料24-30232PAn-LiFeO_4正极材料的性能测试30-422.4小结42-433改变水热反应介质制

6、备PAn-LiFePO_4材料43-563.1引言433.2实验部分43-463.2.1实验原料及设备43-443.2.2样品制备44-453.2.3样品测试45-463.3实验结果及讨论46-553.3.1LiFePO_4反应条件优化46-483.3.2PAn-LiFePO_4反应条件优化48-503.3.3样品电性能测试及SEM观察50-553.4小结55-564水热法制备Li_3V_2(PO_4)_3/C正极材料56-654.1引言564.2实验部分56-584.2.1实验原料及设备56-574.2.2样品制备57-584.2.3样品测试584.3实验结果及讨论58-634.3.1水热法合成Li_3V_2(