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摘要：磷酸铁锂是锂离子电池的正极材料之一。本文采用水热法合成LiFePO4并研究了反应条件如反应时间、反应温度和溶液的pH等对合成材料的相结构、形貌等的影响，试图找到合成磷酸铁锂的最佳反应时间、反应温度和pH值。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对材料的物相和形貌特征进行分析与讨论。结果表明，所制得的磷酸铁锂样品都为橄榄石型结构，空间群为pnma，反应条件对LiFePO4的晶体结构和电化学性能有很大影响，合成磷酸铁锂时要进行一系列的对比实验找到合适的反应时间、温度和pH。36916
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毕业论文关键词：锂离子电池；磷酸铁锂；水热法；电化学性能
Synthesis and Electrochemical Performance of Lithium Iron Phosphate
Abstract：Lithium iron phosphate is one of the lithium ion battery cathode material．In this paper，the hydrothermal synthesis of LiFePO4 and the influence of the reaction conditions such as reaction time，reaction temperature and pH on the phase structure and morphology of the obtained materials were investigated．The phase structure and morphology of the obtained materials were characterized by X ray diffraction (XRD)，scanning electron microscopy (SEM)，etc．The results showed that the lithium iron phosphate samples are all olivine type structure，with the space group of Pnma．The reaction conditions of LiFePO4 have great influence on the crystal structure and electrochemical properties，and the optimum reaction conditions for the synthesis of lithium iron phosphate are found through a series of comparative experiments.
Key Words: Lithium ion battery；Lithium iron phosphate；Hydrothermal method；Eelectrochemical performance
目 录
摘 要 1
引 言 1
1 实验部分 6
1.1 仪器及试剂 6
1.1.1 试剂 6
1.1.2 仪器 6
1.2 实验内容 6
1.2.1 水热法简介 6
1.2.2 样品的制备 7
2 实验结果与讨论 7
2.1 XRD谱 7
2.2 扫描电子显微镜分析 8
2.3 电化学性能研究 9
2.4 小结 9
参考文献 10
致 谢 12
磷酸铁锂的合成及电化学性能研究
引 言
随着人类社会进入动力化时代对能源耗费越来越大，环境污染和能源危机等问题日趋突出。积极开发可再生资源如太阳能等已经成为当今社会的主要任务。增强能源的储存与转换是人们处理能源问题的途径之一。从柴静的纪录片《穹顶之下》可以看出中国的城市环境污染已经非常严重，其中一大部分就是化石燃料的燃烧、车辆尾气的排放。这就要求人们在现有的基础上发展各种环保高效的新型能源材料。因为当前的镍氢电池、镍镉电池存在诸多缺点逐渐不能满足人们的需求，电池产业面临百年难遇的历史机遇。
传统电池主要是铅酸蓄电池，传统铅酸蓄电池因在使用过程中常有气体逸出、渗酸等现象出现，、腐蚀设备、污染空气，而且极大的危害了人体健康和城市环境。此外，传统铅酸蓄电池还有电池易自放电、文护成本高、对环境的适应性能差、低温下车辆不易起动等缺点。这些缺点严重制约着蓄电池在生活中的应用及现代社会经济的健康发展。因此开发一种性能稳定、绿色环保、易文护，对恶劣环境的实用性较好且寿命长的高能固体蓄电池，有较大的开发市场。
20 世纪80年代锂离子电池成为一种新型的储能电池发展起来。锂离子电池的正极材料一般用LiMPO4 (M=Fe、Co、Ni、Mn)，天然石墨作为负电极的一种新型可重放电的电池。由于其能量密度高、安全性好、工作电压高、无污染、充放电性能稳定等突出优势而有望成为大规模商业化的绿色电池。已广泛使用于平板电脑、微型摄像机、手机、航天等通讯领域。面对全球石油价格的逐渐上涨，世界各国都在积极推动新能源的发展，因此锂离子电池的发展受到很大的关注，美国、欧盟、日本均投入大量资金研制新型混合动力汽车，制定新能源汽车的长久发展战略。索尼公司在1990年通过大量的实验和研究成功的开发出以LiCoPO4为材料的锂离子电池，这种电池的比能量为78 Wh.kg-1和192 Wh.L-1。不久之后莫利能源公司（加拿大）研发以镍酸锂为正极材料的锂离子电池[1]。