文章摘要
叶长福,郑会元,劳铭,周文政,郭进,黎光旭.过渡金属离子掺杂对磷酸铁锂性能的影响[J].材料导报,2017,31(2):29-32
过渡金属离子掺杂对磷酸铁锂性能的影响
Effect of Transition Metal Ions Doping on the Performance of LiFePO4/C Cathode Material
  
DOI：10.11896/j.issn.1005-023X.2017.02.006
中文关键词: LiFePO4/C 复合材料 过渡金属 掺杂
英文关键词: LiFePO4/C, composite material, transition metal, doping
基金项目:国家自然科学基金(61264006); 广西自然科学基金(2014GXNSFAA118340); 广西自然科学基金杰出青年基金(2013GXNSFGA019007)
作者单位E-mail
叶长福 广西大学物理科学与工程技术学院,广西高校新能源材料及相关技术重点实验室, 南宁 530004 chfuye@163.com 
郑会元 广西大学物理科学与工程技术学院,广西高校新能源材料及相关技术重点实验室, 南宁 530004  
劳铭 广西大学物理科学与工程技术学院,广西高校新能源材料及相关技术重点实验室, 南宁 530004  
周文政 广西大学物理科学与工程技术学院,广西高校新能源材料及相关技术重点实验室, 南宁 530004  
郭进 广西大学物理科学与工程技术学院,广西高校新能源材料及相关技术重点实验室, 南宁 530004  
黎光旭 广西大学物理科学与工程技术学院,广西高校新能源材料及相关技术重点实验室, 南宁 530004 chfuye@163.com 
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中文摘要:
      以碳酸锂、草酸亚铁、磷酸二氢铵、葡萄糖为原料,添加不同的过渡金属乙酸盐(乙酸锰、乙酸钴、乙酸镍、乙酸锌),在氩气保护下采用高温固相法制备LiFePO4/C复合材料。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、同步热分析、恒电流充放电、电化学阻抗、循环伏安等方法研究掺杂金属离子及掺杂量对LiFePO4/C晶体结构和电化学性能的影响。结果表明, LiFe0.9M0.1PO4/C(M=Mn、Co、Ni、Zn)样品的晶体结构均与橄榄石型LiFePO4相同。掺杂过渡金属阳离子可以提高LiFePO4/C的还原电位,降低氧化电位,缩小氧化还原峰间距,提高化学反应的可逆性。掺杂后的样品在5C下的放电性能较好,以LiFe0.9Ni0.1PO4/C的放电容量最高,达到89 mAh/g。
英文摘要:
      By adding different transition metal acetates(manganese acetate, cobaltous acetate, nickel acetate, zinc acetate), LiFePO4/C composite materials were synthesized for lithium rechargeable batteries by high temperature solid-state reaction under the protection of argon, using Li2CO3, FeC2O4·2H2O, NH4H2PO4 , C6H12O6 (glucose) as raw materials. Effect of doping transition metal ions on crystal structure and performance of the sample was investigated by using X-ray diffraction, scanning electron microscopy, thermogravimetric analysis, galvanostatic charge discharge and electrochemical impedance spectroscopy, cyclic voltammetry. The results indicated that LiFe0.9M0.1PO4/C(M=Mn, Co, Ni, Zn) and LiFePO4 have the same crystal structure of olivine-style. Doping transition metal ions can increase the reduction potential of LiFePO4/C, decrease the oxidation potential, reduce the distance between redox peaks, and improve the reversibility of the chemical reaction. The doped samples have a better discharge performance at 5C, especially LiFe0.9Ni0.1PO4/C which has the highest discharge specific capacity reaching 89 mAh/g.
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