摘要:本文采用磷酸鐵工藝，通過采用一次顆粒表面碳包覆、一次顆粒內(nèi)部金屬離子摻雜、一次顆粒納米化以及二次顆粒多孔球形化的設(shè)計(jì),電化學(xué)性能明顯優(yōu)于市場(chǎng)上主流的草酸

亞鐵工藝，實(shí)現(xiàn)了高密度與高導(dǎo)電性的結(jié)合。

關(guān)鍵詞:磷酸鐵;一次顆粒;二次顆粒;納米化;球形化

1試驗(yàn)

以FePO4(電池級(jí))、Li2CO3(電池級(jí))和Nb20s(分析純級(jí))為原料，F(xiàn)e,Li和Nb的摩爾比為1:1.05:0.01,添加葡萄糖(分析純級(jí))作為碳源和還原劑，以去離子水為分散劑,混料在行星式球磨機(jī)上進(jìn)行，按球料質(zhì)量比5:1, 350r/min的轉(zhuǎn)速球磨10h,混合均勻，此時(shí)物料的顆粒為一次顆粒?；旌狭显陔x心式噴霧干燥機(jī)于120度干燥造粒,此時(shí)物料的顆粒為二二次顆粒。在高純N2保護(hù)下以3.59C/min升溫至720C,保溫10h后爐內(nèi)冷卻至室溫，此時(shí)得到的樣品二次顆粒由大量的一次顆粒構(gòu)成,呈灰黑色。

2結(jié)果與討論

2.1SEM及粒度分布分析

從圖中1可以看出，磷酸鐵工藝制備的磷酸鐵鋰一-次顆粒已達(dá)到納米化，由--次顆粒構(gòu)成的磷酸鐵鋰二二次顆粒呈球形，并且二次顆粒球體為多孔,該多孔是由于高溫反應(yīng)生成的CO2、CO等氣體從球體內(nèi)部釋放所致的多維孔洞。而草酸亞鐵工藝制備的磷酸鐵鋰一次顆粒為微米級(jí)，并未出現(xiàn)---次顆粒構(gòu)成的磷酸鐵鋰二次顆粒，但一次顆粒之間有明顯的團(tuán)聚現(xiàn)象,團(tuán)聚體內(nèi)部的空隙較少。因?yàn)榱姿徼F工藝制備的磷酸鐵鋰- - 次顆粒達(dá)到納米化，更有利于高溫?zé)Y(jié)過程中固相反應(yīng)的進(jìn)行,反.應(yīng)更充分、更徹底,晶粒的結(jié)晶度更好,這與XRD的表征一致。

圖2分別為采用磷酸鐵工藝和草酸亞鐵工藝制備的磷酸鐵鋰樣品在0.2C充電,0.2C、0.5C和1C放電的循環(huán)曲線。可見,磷酸鐵工藝制備的磷酸鐵鋰樣品不同倍率均高于草酸亞鐵工藝，具有較好的大電流充放電性能，實(shí)現(xiàn)了高密度與高導(dǎo)電性的結(jié)合。

3結(jié)語

磷酸鐵工藝制備的樣品顆粒是由納米化的--次顆粒和多孔球形化的二次顆粒組成，并且對(duì)一次顆粒表面包覆碳,其內(nèi)部摻雜金屬離子，其電化學(xué)性能大幅度優(yōu)于草酸亞鐵工藝制備的磷酸鐵鋰樣品。