LiMn0.8Fe0.2PO4/C 纳米复合材料的制备与电化学性能研究

编号：NMJS04160

篇名： LiMn0.8Fe0.2PO4/C 纳米复合材料的制备与电化学性能研究

作者：苏 婧； 吴兴隆； 郭玉国；

关键词：LiMn0.8Fe0.2PO4/C 纳米复合材料； 恒电流间歇滴定技术； 电化学阻抗谱； 锂化学扩散系数； 锂离子电池；

机构： (中国科学院化学研究所 分子纳米结构与纳米技术院重点实验室； 北京 100190)；

摘要： 结合溶胶-凝胶和高温固相合成方法成功制备了橄榄石结构的 LiMn0.8Fe0.2PO4/C 固溶体材料, X 射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征结果表明纳米尺度的 LiMn0.8Fe0.2PO4颗粒均匀分散于原位形成的碳导电网络中。将该纳米复合材料用作锂离子电池正极材料时, 充放电曲线中除了对应于 Fe3+/Fe2+电对的较短平台(~3.5 V vs Li+/Li)外, 更高电压的长平台(~4.1 V vs Li+/Li)对应于 LiMn0.8Fe0.2PO4晶格中 Mn 随 Li+脱出嵌入的氧化还原反应, 该高的电压平台可明显提高相应锂离子电池的能量密度。此外, 使用恒电流间歇滴定技术(GITT)和电化学阻抗谱(EIS)详细研究了 LiMn0.8Fe0.2PO4/C 电极中锂的化学扩散行为, GITT 和 EIS 所得的锂化学扩散系数 DLi分别为 5×10-15~ 1×10-14cm2/s 和 1.27×10-13~ 2.11×10-13cm2/s。研究结果表明, DLi值随测试温度的升高而增加, 因此可以通过提高工作温度来改善该类材料的电化学性能。