纳米磷酸铁锂电极材料的合成与性能研究开题报告

这几年，人们逐渐开始关注磷酸铁锂作为锂离子电池的正极材料，由于磷酸铁锂对环境友好、没有毒性、原料来源丰富且易得、充放电比容量大、循环性能和热稳定性好等优点，被认为是当前较理想的电池正极材料之一。

得到磷酸铁锂主要有以下路径：(1)主要来自于自然界中的磷铁锂矿，但分布含量较小，且矿物中由于所含较多杂质，以致于此状况下的磷酸铁锂材料的电化学性能很低，无法作为电极材料直接使用；(2)通过人工合成制备的磷酸铁锂，其纯度较高且电化学性能良好。

人工合成磷酸铁锂用的铁源即可用三价铁(fe3 )源或用二价铁(fe2 )源来制备磷酸铁锂，但二价铁源价格昂贵，且不稳定易被氧化，如草酸亚铁(fec2o4)和醋酸亚铁(fe(c2h3o2)2)等，所以用二价铁源制备磷酸铁锂正极材料会加大工业生产的总成本；反而三价的磷酸铁(fepo4)成本低，室温下更稳定，能够用来制备磷酸铁锂正极材料的较理想的铁源材料。

2. 国内外研究现状分析

如今社会逐渐发展,关于能源的问题越来越严重,人们逐渐对资源利用率的提高产生了重视。

由于高电压锂离子电池循环使用时间长、高密度的能量、对环境污染小，越来越多的人们对此产生了关注。

所以,开发低成本、可充电的锂离子电池它的能量密度也高,具有科学性的积极和重要的意义,同时在商业中也会具有相当大的潜在价值。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：1.lifepo4的制备 2.对lifepo4的性能进行研究研究计划： 1.采用共沉淀法在不同条件下制备具有不同粒径尺寸的纳米lifepo4电极材料。

2.运用各种表征手段对lifepo4进行表征与性能研究。

3.论文撰写。

4. 研究创新点

特色： 用湿法磷酸为磷源通过共沉淀法合成磷酸铁有以下好处：一.得到的磷酸铁和磷酸铁锂材料的粒径小、纯度较高、粒度分布均匀；二.过程相对简单，操作方便；三.去除了磷酸的进一步提纯、浓缩转化，大大降低了成本和能耗。考虑材料制备条件对于材料粒径以及性能的影响，通过条件控制制备粒径均一，性质相对稳定的电极材料。整个反应操作简单，合成的前驱体具有表面活性高、颗粒细小、性能稳定等优点。创新与可行性分析：用了湿法磷酸和硫酸亚铁分别为磷源和铁源,通过合成、沉淀过程来制备磷酸铁，摩尔投料比例、反应的pH值、氨水滴加的速度、表面活性剂PEG(10000)的添加量以及煅烧的温度等条件对磷酸铁的合成的影响进行了研究和讨论，而且用制备的磷酸铁为磷源和铁源采用溶胶-凝胶法来制备磷酸铁锂材料。使用粒度分布、振实密度、比表面积、红外光谱(IR)、x射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等方法对合成的磷酸铁和磷酸铁锂材料的结构和形态特征做出了表征，还采用电化电池测试系统和电化学工作站检测了磷酸铁锂材料的电化学性能。