[试手翻译]使锂离子二次电池拥有高倍率充放电性能的碳覆磷酸亚铁锂纳米粒子的合成.doc

MuxinaKonarova,IzumiTaniguchi∗DepartmentofChemicalEngineering,GraduateSchoolofScienceandEngineering,TokyoInstituteofTechnology,2-12-1Ookayama,Meguro-ku,Tokyo152-8552,Japan文章信息文章历史 收于2009年9月12日 接受于2009年12月5日 2010年1月8日后许可在网上公开关键词 碳覆LiFePO4 纳米粒子 喷雾热分解 湿法球磨 锂离子电池 负极摘要 我们开发了一种新型制备技术,这种技术是使用喷雾热分解和湿法球磨处理后进行热处理来合成碳覆LiFePO4纳米粒子。使用这项技术时,在碳覆LiFePO4纳米粒子的制备过程中被观测记录的过程参数的范围很广,如球磨时间和球粉比。我们探讨了各种工艺参数对复合LiFePO4/C的物理和电化学性能的影响,然后通过对X射线衍射分析、射场扫描电子显微镜、透射电子显微镜、布鲁诺尔·艾米特·泰勒算法以及使用一个Li|1MLiClO4inEC:DEC=1:1|LiFePO4电化学电池进行测试,对这些结果进行了讨论。碳覆LiFePO4纳米粒子在经过500摄氏度的环境下用喷雾热分解,用球粉比为40/,在600摄氏度、N2+3%H2的气态环境中进行4小时的热处理制备得到。扫描电子显微镜的观测结果表明,工艺参数对LiFeO4粒子尺寸有显著影响。此外,透射电子显微镜观察发现,用这种方法制备出的几何半径146nm的LiFeO4粒子被几纳米厚的碳层覆盖着。电化学测试表明,含碳覆LiFePO4纳米粒子的电池可以提供更显着的放电容量,循环稳定性和在高充放电倍率下工作的能力。−1、5C时130mAhg−1、20C时105mAhg−1和60C时75mAhg−1的首次放电容量,并且在100次循环使用后没有容量衰减。CrownCopyright© 最近,LiFeO4作为拥有相对而言的低毒性、低成本以及丰富的原材料的潜在次世代锂离子电池的负极材料而备受关注。-1的理论容量[1,2]。然而,由于橄榄石结构LiFeO4的低导电性和低锂扩散[1,3–6]阻碍了其在电动车和混合动力车上的应用。除非能改善其低导电性和锂离子穿过LiFePO4/FePO4界面时缓慢的扩散速度,否则LiFePO4负极的低导电率会使其难以充分利用于锂离子电池。目前,通过减小粒子半径[6–11]和碳覆[12–19]或复合LiFePO4/C[4,20–26]来提高LiFePO4的电化学性能已经稍见成效。此外,LiFePO4材料的合成制备也发展出很多种方法,包括固态反应[5,18,21,27-29]、多元醇法[7]、溶胶凝胶法[29,30]、水热合成[12,29,31,32]下、微波合成[3,12,20,33]、溶剂热法[11,34]、机械活化∗作者联系方式:Tel.:+81357342155;fax:+-mailaddress:taniguch