纳米磷酸铁锂电极材料的合成与性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

锂离子电池磷酸铁(LiFePO4)正极材料具有比能量大、工作电压高、循环寿命长、无记忆效应、对环境友好等突出优点，但LiFePO4本身低的电子电导率和锂离子扩散系数阻碍了其在生产生活中的大规模应用，而制备纳米 LiFePO4作为电极材料并进行改性可以改善其电化学性能。

2. 国内外研究现状分析

国内外学者进行了大量研究，研究表明主要有3种方法可以对纯LiFeO4材料进行改性：(1)在金属表面包覆一层电子电导率高的 材料，如炭黑或金属粉末，形成LiFePO4/C或者LiFePO4/M 的复合材料；(2)在LiFePO4的锂位或铁位掺杂金属离子， 提高材料的本征电导率；(3)合成粒径、形貌均一的纳米尺寸 颗粒，改善锂离子的扩散速度。

其中只有合成纳米颗粒才不损失理论比容量，并且有助于削弱极化，减小电阻，改善大电流放电能力，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合成制备受到了更多的关注

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：在不同温度等条件下，溶胶-凝胶法制备磷酸铁锂纳米粒子，用粒径分析仪测量粒子大小，研究制备条件与粒子大小间的关系；

研究计划：1、准备工作、文献综述和开题报告。（2014年12月30日~2015年1月12日）。2周。2、纳米LiFePO4的制备及工艺研究。（2015年03月05日~2015年04月2日）4周。3、纳米LiFePO4的结构表征与性能研究。（2015年04月3日~2015年04月24日）3周。4、进一步完善实验工作和数据测试工作。(2015年04月25日~2015年05月16日)3周。5、撰写论文和论文答辩。（2015年05月17日~2015年05月31日）2周。

4. 研究创新点

从材料的内部结构来看，纳米磷酸铁锂材料相对于普通材料具有以下优势：(1)纳米材料具有高比表面积，增大了反应界面并可以提供更多的扩散通道；(2)材料的缺陷和微孔多，理论储锂容量高；(3)材料粒度微小，锂离子在其中的嵌入 深度浅、扩散路径短，电极过程具有良好的动力学性质；(4)一些易发生不可逆相变的电极材料，纳米化后可以在一定程度 上抑制这种结构转变，提高电极的循环性能；(5)纳米材料的 超塑性和蠕变性，使其具有较强的体积变化承受能力，而且可以降低聚合物电解质的玻璃化转变温度。