水热法制备锂离子电池正极材料LiFePO<,4>及LiCoPO<,4>
锂离子电池是近年来发展起来的一种新型的电池能源，具有广泛的应用前景。在锂离子电池的应用中，电池正极材料发挥着至关重要的作用，因此，研究制备具有高性能电池正极材料成为现今锂离子电池正极材料研究的热点。
本文采用水热法制备新型锂离子电池正极材料LiFePO4及LiCoPO4，研究了制备过程中各工艺条件对产物的影响。利用XRD、SEM、TEM、EDS及粒度分析等手段对产物物相及形貌进行了表征分析。主要研究结果如下：
(一)水热法制备LiFePO4正极材料研究结果采用水热法制备LiFePO4正极材料粉体，通过改变体系pH值、反应温度、反应时间及锂源，制备出较为纯净的LiFePO4。在此基础上改变反应介质，制备LiFePO4粉体，研究不同介质对制备LiFePO4产物粒径及粒度分布的影响。结果表明：
1)纯水体系中，在实验设定的反应条件下，采用LiOH·H2O为锂源，体系pH=10.50、温度为180℃、反应时间2h、nLi:nFe:nP=3:1:1物质的量制备了纯净的结晶完好的短柱状LiFePO4粉体，并且产物出现完全解理现象；
2)在以上制备条件基础上改变体系介质，采用异丙醇与水的混合溶剂制备LiFePO4正极材料粉体。当异丙醇与水体积比为1:1时，得到了纯净的、颗粒粒径较小(约10-30nm)、粒度分布较窄的LiFePO4粉体。
(二)水热法制备LiCoPO4正极材料研究结果采用水热法制备LiCoPO4正极材料粉体，研究了体系pH值、反应温度、反应时间、锂源对产物的影响，从而制备出较为纯净的LiCoPO4粉体。产物经XRD、SEM、EDS等手段进行表征。结果表明：
在实验设定的反应条件下，采用LiOH·H2O为锂源，体系pH=8.50、反应温度为220℃、反应时间4h、以nLi:nCo:nP=2:1:1物质的量制备出了基本纯净的结晶良好的LiCoPO4粉体，其微观形貌呈正交棱柱状，并且产物出现完全解理现象；产物XRD结果及SEM照片表明，LiCoPO4晶体的是在最初Co(OH)2的基础上，形成六方及三方晶系中间产物，随反应进行，中间产物溶解再结晶形成的。
水热法;锂离子电池;正极材料;异丙醇;制备工艺
中国海洋大学
硕士
材料学
黄翔
2009
中文
TM912.2;TM242
72
2009-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）