纳米磷酸铁锂的合成开题报告

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1. 研究目的与意义

自从发现磷酸铁锂能材料能可逆地嵌入和脱嵌锂离子，能充当锂离子电池正极材料以来，便引起了许多关注。LiFePO4是一种新兴的极具潜力的锂离子电池正极材料，具有安全性好、价格相对低廉、环保、循环性能好等优点。但是LiFePO4的低电导率和低锂离子扩散速率导致了LiFePO4的低比容量，只有在低充放电倍率下才有好的电化学性能，不适宜大电流充放电，限制了它的商业化进程。在纳米尺度上对LiFePO4进行合成和改性可提高其电子传导率和离子传导率，进而改善材料大倍率性能，因此合成纳米LiFePO4材料工艺的选择和优化具有重要意义。

2. 国内外研究现状分析

国外对纳米磷酸铁锂的研究较早，1996年Goodenough等人发现了一种聚阴离子的橄榄石型LiMPO4(M=Fe,Mn,Co,Ni)正极材料，1997年Padhi等人发现橄榄石型磷酸铁锂不但可以可逆的脱嵌Li ，而且具有结构稳定、安全性能好、资源丰富、成本低廉、无毒环保等优点，被认为是最有发展前景的新型锂离子二次电池正极材料。并较早提出了多种纳米化的方法，包括高温固相法、溶胶-凝胶法、水热合成法、液相共沉淀法、乳化干燥法、微波合成法等，这些方法各有优缺点。

国内对纳米磷酸铁锂的研究起步虽晚，但发展迅速，已有不少学者提出科学有效的合成方法。张俊喜等结合共沉淀原理和电化学腐蚀原理,根据反应物的特性,用一种新的共沉淀法制备出了晶粒尺寸为20-70nm的纯净LiFePO4正极材料, 在0.1C下首次充放电容量可达147mAh/g。综合国内外对纳米磷酸铁锂的研究，现今依然存在某些需要改进和注意的地方(1)如何防止Fe2 被氧化成Fe3 ；(2)如何选择合适的制备方法，确保磷酸铁锂材料纳米粒径的前提下提高电极的结晶化程度，以获得电池平稳的工作电压；(3)磷酸铁锂纳米材料在重放电过程中的严重团聚所造成的不可逆容量损失问题； (4)如何提高磷酸铁锂电池的振实密度。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容

采用共沉淀法在不同条件下合成具有不同粒径尺寸的纳米磷酸铁锂电极材料，并运用各种手段对材料进行表征和性能研究。

研究计划

4. 研究创新点

考虑到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。