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摘要：本文研究了磷酸钴锂电极材料的制备与电化学性能。研究中，首先使用纳米球磨技术以及喷雾干燥工艺获得前驱体，并通过高温煅烧等一系列手段获得磷酸钴锂电极材料。实验过程中，设计通过掺杂不同的金属离子以及计量比来取代 Co，制备出不同的LiCoPO4微纳米单晶颗粒，并组装成扣式电池，进行电化学性能的对比。通过 X射线衍射仪、扫描电镜等手段对物相、晶粒形貌和尺寸进行了表征分析和性能测试。结果表明，通过工艺获得纯相的LiCoPO4的电化学性能并不理想， 而掺杂 Fe 元素能比掺杂 Mn元素的 LiCoPO4初始容量和循环性能好，使材料的电化学性能得到了一定的提升。另外，在掺杂 Fe 离子的同时，掺杂部分 Cr离子能增加其本征导电性。20706
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关键词：磷酸钴锂；纳米球磨；掺杂；电化学性能
Preparation and electrochemical performance of LiCoPO4
electrode material
Abstract: This paper studied on the preparation and electrochemical performance of LiCoPO4
electrode material. In this study, we used nano ball-milling technology and spray drying to
obtain precursor first, and then through a series of measures such as high temperature
pyrolysis to get LiCoPO4 electrode material. During the experiment, by doping different metal
ions and stoichiometric ratio to replace Co to prepare different LiCoPO4 nano single crystal
particles, and then assembly button cell to compare their electrochemical performance. Using
XRD, SEM and other methods for their phase, grain morphology and size to do
characterization analysis and performance test. The results showed that the electrochemical
performance of pure phase LiCoPO4 was not ideal, but the initial capacity and cycle
performance of LiCoPO4 by doping of Fe element was better than Mn element, and the
electrochemical performance also have a certain promotion. In addition, doping Cr ions at the
same time can increase its intrinsic conductivity.
Keywords: LiCoPO ; nano ball-milling; doping; electrochemical performance
目 录
1 绪论. 1
1.1 背景介绍 1
1.2 锂离子电池简介 2
1.3 磷酸钴锂简介 3
1.4 国内外制备方法 3
1.5 改善性能方法 4
1.5.1 掺杂金属离子. 5
1.5.2 制备LiCoPO4/C 复合材料.5
1.6 课题内容 5
1.6.1 课题研究方法. 5
1.6.2 课题研究内容. 6
1.6.3 课题研究方案. 6
2 实验部分. 7
2.1 实验原料 7
2.2 实验设备 7
2.3 实验制备 8
2.4 工艺优化 10
2.4.1 煅烧温度的影响. 10
2.4.2 掺杂金属离子. 10
2.5 电池制作 10
3 结果与讨论. 12
3.1 煅烧温度的影响 12
3.2 掺杂金属离子改性 14
3.2.1 纯相LiCoPO4的电化学性能分析. 14
3.2.2 阻抗测试. 15
3.2.3 掺杂5% Mn 的 LiCoPO4的电化学性能分析. 15
3.2.4 掺杂5% Fe 的 LiCoPO4的电化学性能分析.16
3.2.5 全电池的电化学性能分析. 18
3.2.6 掺杂5% Fe 及 0.5% Cr的LiCoPO4的电化学性能分析. 19
4 结论. 21
致谢. 22
参考文献. 23
1 绪论
1.1 背景介绍
新能源技术被公认为 21 世纪的高新技术，电池行业作为新能源领域的重要组成部
分，已成为全球经济发展的一个新热点。电池的发展史，正是一部材料科技的进步史。
工艺的改进使电池量变，新材料的发明促使电池质变。
随着一次性能源的紧缺和环境污染的日趋严重，绿色环保的锂离子电池逐渐进入人
们的视野，成为人们关注的焦点，被研发用以缓解能源紧张和环保问题。目前，随着锂
离子电池的推广及大量应用，锂离子电池深受社会和用户的欢迎。自1990年SONY公司
首先在市场上推出锂离子电池以来 [1]，锂离子电池由于工作电压高、体积小、质量轻、