陆晓挺

摘 要：以硝酸锂、磷酸二氢铵、硝酸铁和钼酸铵为原料，采用液相法合成LiFe0.99Mo0.01PO4/C复合正极材料。使用X射线衍射（XRD）、充放电等测试技术研究了材料的结构和倍率充放电性能。结果表明，Mo掺杂并未影响LiFePO4/C样品的结构，反而缩短了Li+一维扩散路径。LiFe0.99Mo0.01PO4/C在0.2C倍率下的首次放电比容量达到128 mAh·g-1。

关键词：锂离子电池 LiFePO4 Mo掺杂

中图分类号：TM912.9 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）12（a）-0110-02

橄榄石型LiFePO4正极材料最早由美国德州大學Goodenough教授于1997年提出，它具有价格便宜、无毒、环保等优点[1]，是目前锂离子电池正极材料的研究热点之一，并已逐渐实现商业化生产。但许多研究表明，LiFePO4的电子电导率仅约为10-9 S/cm[2，3]，锂离子扩散系数也小于10-14 cm2/s[4]，这两个问题大大限制了LiFePO4的高倍率充放电性能。为提高LiFePO4的电子电导率和锂离子扩散速率，研究人员进行了大量碳包覆[5，6]和金属阳离子掺杂[2，3]等材料改性研究。碳包覆一方面可以防止Fe2+被氧化成Fe3+，另一方面能够限制颗粒长大，减小Li+的扩散路径，提高Li+的扩散效率。而采用金属阳离子掺杂可在不改变橄榄石结构的基础上提高材料的电子电导率[2]。因此，该文采用液相法，以葡萄糖为碳源、钼酸铵为掺杂原料，两相结合合成LiFe1-xMoxPO4/C（x =0，0.01）复合正极材料，分析Mo掺杂对LiFePO4/C的电化学性能的影响。

1 实验部分

1.1 样品制备

采用硝酸锂、磷酸二氢铵、硝酸铁为原料，钼酸铵为掺杂原料，葡萄糖为碳源，按照钼掺杂1%称量各物质质量，溶解混合均匀后在100 ℃恒温12 h烘干，将固体研磨均匀，放入管式炉在Ar气氛下350 ℃恒温6 h，然后升温至700 ℃恒温6 h，合成LiFe1-xMoxPO4/C（x =0，0.01）正极材料。……