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高振实密度圆饼状LiFePO4/C的制备及电化学性能

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(中南大学化学化工学院，长沙 410083)

以乙二醇为溶剂，采用溶剂热法一步合成圆饼状LiFePO4，然后以葡萄糖为碳源与合成的LiFePO4前躯体高温烧结得到碳包覆的LiFePO4/C复合材料,其振实密度高达1.3 g·cm-3。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对LiFePO4/C复合材料进行了物相和形貌表征，研究结果表明制备得到的LiFePO4呈圆饼状，且生成的圆饼是由单晶LiFePO4纳米片堆积而成。此外,LiFePO4颗粒表面碳层包覆均匀。将制备的LiFePO4/C用作锂离子电池正极材料，电化学性能测试表明其具有高的充放电比容量(在0.1C时放电，其初始放电比容量为157.7 mAh·g-1)与良好的循环性能(500次循环后容量保持率为82.4%)。

磷酸铁锂；溶剂热法；圆饼状；电化学性能

0 引 言

近年来，锂离子电池以其高能量密度和优异循环性能等特点受到了研究者的广泛关注，其现已在便携式电子产品、通讯工具、电动汽车(EV)和混合电动汽车(HEV)等行业中得到大量应用[1-2]。橄榄石型LiFePO4作为锂离子电池正极材料具有价格低廉、理论比容量高(170 mAh·g-1)、循环稳定性好和绿色环保等优点[3-5]，被认为是最实用的锂离子电池正极材料之一，也是目前商业化最成功的锂离子电池正极材料。然而LiFePO4在实际应用中仍然面临一些问题，首先其较低的电子电导率(10-7～10-10S·cm-1)和锂离子扩散系数(10-12～10-16cm2·s-1)使得未经改性的LiFePO4材料的充放电比容量低且倍率性能差。……