碳纳米材料改性LiFePO4及其电化学性能

摘要：

利用碳纳米管(CNTs)一维纤维结构和良好的导电能力,以聚吡咯包覆碳纳米管(PPy@CNTs)热转化形成的氮掺杂碳纳米管(NCNTs)为导电增强剂,将NCNTs与炭包覆LiFePO4(C@LFP)复合以使商业LiFePO4电极获得更优异的电化学性能.首先采用葡萄糖热解方法,制备C@LFP,再使NCNTs均匀分布在C@LFP间,制备炭包覆和氮掺杂碳纳米管改性磷酸亚铁锂NCNTs-C@LFP.分别利用X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电镜(SEM)对样品晶体结构组成分析和微观结构形貌进行观察.NCNTs均匀分布于LFP颗粒之间,并且制备工艺没有改变LiFePO4晶体结构.通过物理吸附仪对样品的孔结构进行分析,NCNTs-C@LFP的比表面积和利于离子传输的中小孔体积也较纯LFP明显提高.采用电化学技术进行半电池测试,结果表明,炭包覆有效提高了LiFePO4粒子导电能力,而一维NCNTs进一步提高了LiFePO4粒子间的导电性.NCNTs-C@LFP电荷传递阻抗较LFP降低了5倍.在0.1C倍率放电条件下,NCNTs-C@LFP比容量达165 mA·h/g,较商业LiFePO4(125 mA·h/g)提高32％.1C倍率100次充放电循环,NCNTs-C@LFP容量保持率为94％.利用碳包覆层和氮掺杂碳纳米管构筑三维导电网络的简单技术路线,可有效改善LiFePO4电化学性能.

关键词：锂离子电池、磷酸亚铁锂、碳包覆、氮掺杂碳纳米管

所属期刊栏目：9

分类号：TQ152

资助基金：国家自然科学基金项目;辽宁省特聘教授项目2017;辽宁省重点研发计划重点项目

在线出版日期：2020-12-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：7-12