鞠 华,吴 军,李德成,徐艳辉

(1.苏州大学城市轨道交通学院,江苏苏州 215021;2.苏州大学化学电源研究所,江苏苏州 215006)

LiCoPO4用作锂离子电池正极材料的优点在于相对高的理论比容量(170 mAh/g)、高的工作电压(放电平台为4.7～4.8 V)和高的密度(3.76 g/cm3)[1]。LiCoPO4的电化学性能与杂质含量密切相关,特别是碳和磷化钴(Co2P),可明显改善材料制备的电极性能。碳和Co2P都是电化学惰性成分,含量过高会降低材料的比容量和振实密度,测定它们的含量,对LiCoPO4性能的研究很重要。

本文作者提出了一种简便易行的方法,测定LiCoPO4材料中碳与Co2P杂质的含量。

1 实验

将原料醋酸锂(上海产,AR)、醋酸钴(上海产,AR)、磷酸二氢铵(上海产,AR)及蔗糖(上海产,AR),按化学计量比混合后,加入少量蒸馏水,在ND7-0.4L型球磨机(南京产)上,以200 r/min的速度球磨(球料比 10∶1)4 h,在氮气中、300℃下预烧 4 h,取出样品,再球磨4 h,以保证充分混合,然后在氮气中、700℃下烧结 20 h,最后自然冷却至室温,得到样品A;将样品A在600℃下热处理4 h,得到样品B。

将样品A浸入0.1 mol/L盐酸(上海产,AR)中,持续搅拌50 min,然后过滤、蒸馏水洗涤至洗液为中性,残留物在100℃下真空(真空度为 10 kPa,下同)干燥 12 h,称重,用RigakuⅣX射线衍射分析仪(日本产)测试产物的相组成,管压 40 kV、管流 50 mA,扫描速度为3(°)/min,得到碳与Co2P杂质的总含量。将同样的样品置于1.0 mol/L硝酸(上海产,AR)中,持续搅拌120 min,然后过滤、蒸馏水洗涤至洗液为中性,残留物在 100℃下,真空保持12 h,然后称重,分析相组成,得到材料中碳的含量。

电化学测试采用2016型扣式电池,电解液为1 mol/L LiPF6/EC+DMC(体积比1∶1,上海产,电池级),对电极为金属锂片(上海产,AR),活性材料与导电炭黑Super P(比利时产,电池级)、聚偏氟乙烯(上海产,电池级)的质量比为8∶1∶1。……