向楷雄，陈 晗，邹红主

（湖南工业大学 冶金工程学院，湖南 株洲 412007）

离子掺杂和碳修饰对Li2FeSiO4结构和性能的影响

向楷雄，陈 晗，邹红主

（湖南工业大学 冶金工程学院，湖南 株洲 412007）

采用高温固相反应方法合成锂离子电池正极Li2Fe1-x-yMnxNiySiO4/C复合材料，并采用X-ray线衍射、扫描电子显微镜和电化学分析方法，研究了Ni和Mn离子共掺杂及碳修饰复合改性对复合材料结构和性能的影响。结果表明，复合改性没有对材料的晶体结构造成改变，镍锰离子共掺杂和表面碳包覆能有效提高材料的比容量和循环性能；以C/32倍率充放电，复合掺杂得到的Li2Fe0.6Mn0.2Ni0.2SiO4/C材料样品的电化学性能最优，根据实测结果，该复合材料的首次放电比容量达到149 mAh·g-1，充放电循环10次以后容量保持率仍有95.3%。

锂离子电池；正极材料；硅酸铁锂；离子掺杂；碳修饰

0 引言

在日益严峻的环境问题压力下，关于新型二次电池与其相关能源材料方面的研究炙手可热。这样一种高效率、可循环使用的能量转换与储存方式，在未来一系列高新技术发展中的需求也越来越大。而铁系正极材料又以其丰富的原材料资源、低廉的价格、优良的热稳定性能、高安全性能、无吸湿性、无毒与环境友好等优点，受到了人们的广泛关注[1-3]。目前，磷酸基和硅酸基铁系正极材料是该系正极材料研究的重点[4-5]。由于Si元素在地壳中的金属元素含量中居于首位，加之对环境和人类都没有任何负面影响，且硅酸盐相较于磷酸盐体系具有更低的电子能带宽度，因而理论上其电子电导率相对较高；……