Mg2+ 掺杂球形 LiFePO4 /C 的制备及电池性能

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2016.06.002

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2016, Vol. 44 ›› Issue (6): 9-13.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2016.06.002

Mg²⁺ 掺杂球形 LiFePO₄ /C 的制备及电池性能

杨伟¹薛建军² 陈胜洲³ 胡新发² 夏信德² 林维明¹

1．华南理工大学化学与化工学院，广东广州 510640;2．广州鹏辉能源科技股份有限公司，广东广州 511483; 3．广州大学化学化工学院，广东广州 510006

收稿日期:2015-08-24 修回日期:2015-10-25 出版日期:2016-06-25 发布日期:2016-05-03
通信作者: 杨伟(1982-)，男，博士，助理研究员，主要从事应用电化学与新能源材料研究． E-mail:wyang608@163.com
作者简介:杨伟(1982-)，男，博士，助理研究员，主要从事应用电化学与新能源材料研究．
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(21376056，21463030);广东省战略性新兴产业发展专项资金新能源汽车产学研项目(2011-1579)

Preparation and Battery Performance of Spherical LiFePO₄ /C Doped with Mg²⁺

YANG Wei¹ XUE Jian-jun² CHEN Sheng-zhou³ HU Xin-fa² XIA Xin-de² LIN Wei-ming¹

1.School of Chemistry and Chemical Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,China; 2.Guangzhou Great Power Energy & Technology Co.,Ltd.,Guangzhou 511483,Guangdong,China; 3.School of Chemistry and Chemical Engineering,Guangzhou University,Guangzhou 510006,Guangdong，China

Received:2015-08-24 Revised:2015-10-25 Online:2016-06-25 Published:2016-05-03
Contact: 杨伟(1982-)，男，博士，助理研究员，主要从事应用电化学与新能源材料研究． E-mail:wyang608@163.com
About author:杨伟(1982-)，男，博士，助理研究员，主要从事应用电化学与新能源材料研究．
Supported by:
Supported by the National Natural Science Foundation of China(21376056，21463030)

摘要/Abstract

摘要： 以柠檬酸为碳源、草酸亚铁为铁源、乙酸镁为镁源，采用喷雾干燥–碳热还原法制备了一系列镁离子掺杂磷酸铁锂(LiMg_x Fe_1－x PO₄ /C)材料，并研究了镁离子对喷雾干燥－碳热还原法制备的球形磷酸铁锂材料结构和电化学性能的影响．结果表明，实验制得的 LiMg_x Fe_1－x PO₄ /C 材料具有规则的球形空心结构和高的比容量;当 Mg²⁺含量较小时其对磷酸铁锂晶体结构不产生影响，其中 LiMg_0.04 Fe_0.96 PO₄ /C 具有最好的充放电性能，在0． 2C、0． 5C、1． 0C、2． 0C、5． 0C 倍率下首次放电比容量分别为 149． 0、145． 6、141． 3、132． 6、123． 3mAh/g，1． 0C 倍率下充放电循环 100 周后容量保持率大于 97． 3%．

关键词: Mg²⁺ 掺杂, 球形磷酸铁锂, 喷雾干燥–碳热还原, 锂离子电池

Abstract: Spherical LiFePO₄ /C doped with Mg²⁺ (namely LiMg_x Fe_1－x PO₄ /C) was prepared by means of the spray drying-carbonthermal reduction,with citric acid,ferrous oxalate and magnesium acetate as the carbon source,the iron source and the magnesium source,respectively.Then,the effects of Mg²⁺ doping on the structure and electrochemical performance of the prepared LiFePO₄ /C material were investigated.The results indicate that (1) LiMg_x Fe_1－x PO₄ /C possesses a hollow ball-shaped structure and a high specific capacity; (2) the crystal struc- ture of lithium iron phosphate keeps unchanged at a low Mg²⁺ dosage; and (3) LiMg_0.04 Fe_0.96 PO₄ /C possesses the best charge/discharge performance.For instance，its initial discharge capacities are 149. 0,145. 6,141. 3,132. 6 and 123. 3mAh/g at the rates of 0. 2C,0. 5C，1. 0C,2. 0C and 5. 0 C,respectively; and the capacity retention ra- tio of LiMg_0.04 Fe_0.96 PO₄ /C at 1. 0C keeps more than 97. 3% after 100 charge-discharge cycles.

Key words: Mg²⁺ doping, spherical lithium iron phosphate, spray drying-carbothermal reduction, lithium ion battery

中图分类号:

TM910.4

杨伟薛建军陈胜洲胡新发夏信德林维明. Mg²⁺ 掺杂球形 LiFePO₄ /C 的制备及电池性能[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2016, 44(6): 9-13.

YANG Wei XUE Jian-jun CHEN Sheng-zhou HU Xin-fa XIA Xin-de LIN Wei-ming. Preparation and Battery Performance of Spherical LiFePO₄ /C Doped with Mg²⁺[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2016, 44(6): 9-13.

[1]	罗玉涛, 吴志强. 基于DAEKF算法的锂离子电池主要状态在线联合估计[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2023, 51(1): 84-94.
[2]	张桂珍刘洋严明保. PEO基固态聚合物电解质膜的免溶剂熔融制备及性能[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2022, 50(8): 119-127.
[3]	安周建, 赵亚兵, 敏政, 等. 基于风冷散热的锂离子电池外部冷却模式与内部热物性特征的耦合分析[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2022, 50(2): 121-128.
[4]	甘云华, 谭梅鲜, 梁嘉林, 等. 恒功率放电下锂离子电池的产热特性[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2020, 48(7): 1-8.
[5]	田晟吕清李亚飞. 基于 STEKF 的锂离子动力电池 SOC 估算[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2020, 48(2): 69-75.
[6]	李礼夫张东羽. 基于形态与性能的动力电池循环寿命预测方法 [J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2018, 46(4): 1-7.
[7]	王伟刚胡国荣周兴华彭忠东杜柯. 富锂锰基正极材料 Li[Li_0.2 Ni_0.2 Mn_0.6 ]O₂的纳米 TiO₂掺杂改性[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2017, 45(10): 39-45.
[8]	罗玉涛郎春艳罗卜尔思. 低温环境下锂离子电池组加热系统研究[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2016, 44(9): 100-106.
[9]	罗玉涛谢斌何小颤. 电动汽车锂离子电池组参数辨识与SOC 估计[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2012, 40(12): 79-85.
[10]	肖新颜叶永清. 共沉淀法合成(Ni _1/3 Co _1/3 Mn _1/3 )(OH)₂热力学分析[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2010, 38(4): 30-34,44.
[11]	李军朱冬生吴会军田吉平郭少斌. 锂离子电池正极材料锂镍钴氧化物的制备[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2003, 31(10): 70-72,80.
[12]	李军朱冬生吴会军田吉平郭少斌. 锂离子电池正极材料锂镍钴氧化物的制备[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2003, 31(10): 70-72,80.

Mg²⁺ 掺杂球形 LiFePO₄ /C 的制备及电池性能

Preparation and Battery Performance of Spherical LiFePO₄ /C Doped with Mg²⁺

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 12

编辑推荐

Metrics

本文评价