徐 科 申来法 米常焕 张校刚

(南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京210016)

石墨烯掺杂LiFePO4电极材料的合成及其电化学性能

徐 科 申来法 米常焕 张校刚*

(南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京210016)

采用水热辅助法合成石墨烯改性的LiFePO4多孔微球电极材料.并对材料进行了X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),傅里叶变换红外(FT-IR)光谱,充放电等表征.从结果可以看出在2 mol·L-1LiNO3电解液体系中单纯包碳的LiFePO4微球在1C、50C倍率时的比容量分别为137、64 mAh·g-1,而石墨烯改性的LiFePO4微球的比容量分别为141、105 mAh·g-1,表现出较好的倍率特性.恒流循环充放电测试60次后两种材料容量保持率分别为70.2%、83.7%.说明掺杂石墨烯构成的三维导电网络能明显改善LiFePO4的电化学性能.

LiFePO4;石墨烯;水热法;锂离子电池

1 引言

能源是人类社会发展与稳定的重要支柱,现在随着化石燃料的消耗,能源危机也不断加剧,同时新能源的开发与利用也越来越迫切.电池作为一种储能设备在新能源的转换和利用中发挥了不可替代的作用.其中锂离子电池性能优越,具有较高的能量密度,循环寿命长,而且无污染,成为研究的热点.1990年,Sony公司制备了LiCoO2为正极材料,石墨为负极材料的二次电池,锂离子电池不断发展壮大,应用领域越来越广泛.科研人员不断研究探索更好的锂离子电池电极材料,以达到其在多领域的要求.正极材料中有层状过渡金属氧化物(LiCoO2, LiNiO2),尖晶石结构的LiMn2O4,以及橄榄石型聚阴离子化合物(LiFePO4,LiMnPO4,LiCoPO4)等.

LiFePO4作为聚阴……