纳米磷酸铁锂的合成开题报告

全文总字数：6452字

1. 研究目的与意义

磷酸铁锂以其比容量高、工作电压稳定、安全、原料来源广泛的特点，成为下一代正极材料的首选。但是，其电子电导率低以及锂离子扩散系数小使LiFePO₄正极材料不能得到大规模的应用。纳米化的LiFePO₄材料具有高的比表面积，可以增大反应界面和提供更多扩散通道，因此可以改善电子电导率和锂离子扩散系数，进一步提高磷酸铁锂正极材料的电化学性能,所以纳米磷酸铁锂正极材料的研究受到了更多的关注。

2. 国内外研究现状分析

目前，纳米lifepo₄颗粒的制备方法主要有高温固相法、溶胶-凝胶法、水热合成法、共沉淀法、微波合成法、模板合成法等。lifepo₄正极材料主要存在以下问题阻碍了其进一步实用化:

(1)lifepo₄低的电导率和低的li 扩散系数造成首次不可逆容量的损失和循环性能的下降。因此，必须提高lifepo₄的导电性以改善其电化学性能，尤其是大倍率下的充放电性能。

(2)生产成本高。目前lifepo₄主要是用固相法合成，其工艺较为复杂，常见工艺需球磨，两步烧结， 由此带来高的能耗。而合成原料中的醋酸锂和草酸亚铁成本也较高，进而进一步增加生产成本。因此，寻找一种低能耗、原料较为低廉的lifepo₄合成工艺路线迫在眉睫。

3. 研究的基本内容与计划

内容：a：纳米磷酸铁锂的合成

分别配制fe (no₃)₃9 h₂o、li₂co₃、nh₄h₂po₄、柠檬酸250 ml的1mol /l的溶液，存放于锥形瓶中。将fe(no₃)₃9h2o、li₂co₃、nh₄h₂po₄、柠檬酸按物质的量比2: 1: 2: 1分别溶于去离子水中加入乙二醇络合剂，乙二醇含与阳离子含量比为1∶4。氨水调节ph值至5，搅拌形成溶胶, 分别于70℃、75℃、80℃、85℃下持续搅拌2 h至形成lifepo₄溶胶。将lifepo₄溶胶用保鲜膜封上并陈化24h，取部分进行粒径测试，取剩余放在烤箱于120℃烘烤12h。

b：纳米磷酸铁锂的改性合成

4. 研究创新点

1 采用溶胶凝胶法制备纳米磷酸铁锂（LiFePO₄）。

2 用Ni(NO₃)₂6 H₂O取代部分Fe (NO₃)₃9 H₂O改性合成纳米磷酸铁锂（LiFePO₄）。