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摘要：本文研究了磷酸铁钴锂纳米正极材料的合成技术及其电化学性能。研究中使用水热法合成磷酸铁钴锂纳米正极材料。实验过程中，通过改变产品合成的各项参数，包括改变反应时间、设定不同的反应温度、掺杂不同百分比 Fe 元素以部分取代 Co 等手段，制备出一系列不同的 LiCo1-xFexPO4粉体。然后使用 XRD、SEM 等分析手段对这些不同的LiCo1-xFexPO4样品进行分析表征。根据分析结果的比较来优化合成 LiCoPO4的成熟工艺。研究中发现，反应温度和反应时间是形成纯相 LiCo1-xFexPO4 主要因素，影响了着LiCo1-xFexPO4 颗粒球形晶体形貌的形成；纯相的 LiCoPO4 的电化学性能不甚理想，可以通过掺杂 Fe 元素部分取代 Co 以使 LiCo1-xFexPO4的电化学性能得到一定的提升。这种电化学性能的提升是由于掺杂元素降低了磷酸钴锂材料的电阻率。57132
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毕业论文关键词：磷酸铁钴锂；水热法；金属离子掺杂；铁；材料表征
Preparation Electrochemical performance of LiCo1-xFexPO4 by hydro-thermal method
Abstract: The content of this paper is study on LiCo1-xFexPO4 materials for powerful Batteries, including the synthesis process and the electrochemical characteristics.Hydro-thermal method to obtain the precursor is used in the study, lithium cobalt nano-phosphate cathode material through a series of measures such as high temperature calcination.During the experiment, by changing the synthesis of various parameters, including the calcination temperature, doping with some metal elements such as Fe(different percentage) to partially replace Co. Then these different LiCoPO4 samples were characterized by some analysis tools such as XRD. I get some rules: calcination temperature is the main factor for the formation of pure phase LiCoPO4,and greatly affects the crystal morphology of LiCoPO4. The electrochemical properties of the pure phase LiCoPO4 are not good, which can be improved by doping with metal elements such as Fe to partially replace Co. The electrochemical performance enhancement is due to the doping elements reduces the resistivity of the material of the lithium cobalt phosphate .
Keywords: LiCoPO4; hydro-thermal method; doping metal elements ； Fe; Materials Characterization
目录
1绪论1
1.1锂离子电池简介1
1.1.1锂离子电池的发展历史1
1.1.2锂离子电池的用途及原理2
1.1.3锂离子电池组成3
1.1.4正负极材料3
1.1.5电解液3
1.1.6隔膜3
1.1.7常用的LiCoPO4合成方法3
1.2课题内容4
1.2.1课题研究的目的和意义4
1.2.2课题研究内容5
1.2.3实验方案设计5
2LiCo1-xFexPO4的合成过程6
2.1药品的选用6
2.2仪器和设备6
2.3水热法简介8
2.4材料制备8
2.5工艺优化9
2.5.1反应温度的影响9
2.5.2反应时间对反应结果的影响9
2.5.3掺杂金属离子部分取代Co的实验研究9
2.6电极制备10
2.7电池装配10
3LiCo1-xFexPO4电化学性能研究11
3.1反应温度对物相形成的影响11
3.2反应时间对物相形成的影响11
3.3纯相的LiCoPO4的电化学性能分析12
3.4掺杂Fe的LiCoPO4的电化学性能分析13
3.4.1掺杂不同比例Fe的LiCoPO4的XRD图谱分析15
3.4.2掺杂不同比例Fe的LiCoPO4的电化学性能分析15
4结论21
致谢22
参考文献23
1 绪论 全球经济的飞速发展伴随着对资源的消耗日益加剧，对生存环境的不断破坏，导致能源危机日益严重，已成为世界各国发展讨论的主要议题之一。传统能源如石油、煤炭、天然气等均为不可再生资源，自上世纪至今不断的消耗，其储量日益减少；而且其价格不断上涨，将会引发了全球性通货膨胀，长久下去必然导致全球性经济衰退。这些自然界的化石能源已无法满足人类社会发展的需求，所以寻找新型替代能源迫在眉睫，各个国家都投入巨大的人力、物力开发新能源。 随着我国电动汽车、可再生能源产业化发展进程的加快，动力及储能锂离子电池的研究与开发迫在眉睫，但电池的安全问题一直阻碍着锂离子二次电池的发展。研发热稳定性好、高安全性的正极材料是提高锂离子电池安全性能的有效措施之一。近年来，世界各国的汽车厂家纷纷推出各种新能源汽车，其中以纯电动汽车和混合动力汽车居多[1]。世界各国对发展电动汽车或者混合动力汽车非常重视，用电池驱动汽车成为了汽车行业的一个共识。其中发展潜力最光明的当属锂离子电池这种清洁无污染且高效性能优良稳定的形式。锂离子电池由于具有优良的充放电性能而得到广泛的应用。