丁元生，史晋宜，张连中

(吉林化工学院 化学与制药工程学院，吉林 吉林 132022)

磷酸铁锂作为锂离子电池阴极活性材料之一，是该领域最有前途的材料之一[1-2]。但是，LiFePO4的电导率较低的缺点限制了其进一步的应用。金属离子掺杂法已被证明是提高其导电性的有效方法之一[3-10]。在掺杂离子与锂原子处于相同的位置时，掺杂离子在循环过程中参与运动。因此，掺杂阳离子的大小可能在充放电过程中起着重要的作用。

本研究采用湿法球磨辅助固相反应法合成了Li0.99In0.01FePO4/C 和 Li0.99Al0.01FePO4/C。为了比较掺杂元素的尺寸效应，对其性能进行了详细的讨论。由于In3+和Al3+具有不同的离子直径和相同的价态，这一结果对于理解掺杂橄榄石型材料的尺寸效应可能具有重要意义。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

Li2CO3、FeC2O4·2H2O、NH4H2PO4，InC6H9O6、(C2H3O2)2AlOH、聚乙烯醇均为分析纯 。

XRD Rigaku DMAX-Ⅲ衍射仪；S-4300场发射扫描电镜；WonA Tech充放电WBCS 3000仪器；ZAHNER Elektrik IM6电化学仪器。

1.2 阴极粉末的合成

以Li2CO3、FeC2O4·2H2O和 NH4H2PO4为原料，InC6H9O6和(C2H3O2)2AlOH为掺杂剂，湿法研磨固相反应合成了Li0.99Al0.01FePO4/C复合材料。加入质量分数为5%的聚乙烯醇(PVA)作为碳源，提高粒子间电导率[11]。将所有原料的混合物分散在丙酮中，球磨机搅拌24 h。丙酮蒸发后，在Ar气氛下800 ℃烧结10 h。通过这种方法，得到了最终产物Li1-xInxFePO4/C 和 Li1-xAlxFePO4/C。

1.3 物理特征

产品的晶体结构特点是通过X射线衍射(XRD)，使用衍射仪配备一个铜的目标。采用场发射扫描电镜(FE-SEM)对产物粉末的形貌进行了表征。

1.4 电化学测试

将10 mg的活性粉末和6 mg的特氟化乙炔黑混合制成1 cm2大小电极片，120 ℃真空干燥至少12 h。采用金属锂和聚丙烯分别作为阳极和隔膜。……