1、本論文較為詳細(xì)地綜述了鋰離子電池及正極材料聚陰離子系列材料的研究現(xiàn)狀。以鋰電池正極材料LiMnPO4作為研究對(duì)象,對(duì)其進(jìn)行碳包覆、金屬離子摻雜并優(yōu)化制備方法,通過(guò)XRD、SEM、TG-DTG、充放電測(cè)試、交流阻抗和循環(huán)伏安等方法對(duì)合成工藝、材料改性、結(jié)構(gòu)表征和電化學(xué)性能進(jìn)行了深入研究。
　　 采用固相法合成了LiMnPO4。結(jié)果表明,球磨20h、700℃燒結(jié)20h得到的LiMnPO4樣品為單一的橄欖石型結(jié)構(gòu),且顆粒分布均勻,表面

2、較光滑,其首次充放電容量分別為85.4mAh·g-1、66.4mAh·g-1。
　　 對(duì)LiMnPO4正極材料進(jìn)行碳包覆改性。結(jié)果表明,碳包覆不會(huì)改變LiMnPO4橄欖石型結(jié)構(gòu),但是材料粒徑變小。以檸檬酸為碳源經(jīng)過(guò)球磨、600℃燒結(jié)20h合成LiMnPO4／C復(fù)合材料,當(dāng)碳含量為10％時(shí),樣品的電化學(xué)性能相對(duì)最佳,首次充放電容量分別為139.9mAh·g-1、117.8mAh·g-1,30次循環(huán)后的容量為98.2mAh·g-1,

3、容量衰減率為16.6％。交流阻抗測(cè)試結(jié)果表明隨著碳含量的增加,電荷傳輸反應(yīng)阻抗逐漸減小,而碳含量為10％的LiMnPO4／C材料的電荷轉(zhuǎn)移電阻相對(duì)最小,隨著放電的不斷進(jìn)行,電化學(xué)反應(yīng)阻抗逐漸增大。對(duì)樣品進(jìn)行循環(huán)伏安研究,結(jié)果表明樣品分別在3.916V、4.406V時(shí)產(chǎn)生氧化峰和還原峰,氧化峰值電位與還原峰值電位之差為0.49V。
　　 對(duì)鋰離子電池正極材料LiMnPO4／C進(jìn)行金屬離子摻雜改性。結(jié)果表明,不同摻鎂量的LiMn1-

4、xMgxPO4／C(x=0,0.01,0.03,0.05)樣品均為橄欖石型晶體結(jié)構(gòu),鎂摻雜對(duì)晶體結(jié)構(gòu)沒(méi)有影響,顆粒形貌規(guī)則,為類(lèi)球形,粒徑減小。系統(tǒng)研究了LiMn1-xMgxPO4／C(x=0,0.01,0.03,0.05)樣品的電化學(xué)性能,LiMn0.97Mg0.03PO4／C樣品性能相對(duì)最佳,首次充放電容量分別為145.2mAh·g-1、131.1mAh·g-1,循環(huán)30次后的容量為116.9mAh·g-1,容量衰減率為10.8％。

5、循環(huán)伏安研究表明,LiMn0.97Mg0.03PO4／C樣品的氧化峰與還原峰的電位差比未摻雜的LiMnPO4／C樣品小0.09V,說(shuō)明鎂摻雜提高了樣品電極反應(yīng)的可逆性。
　　 探索使用溶膠-凝膠法合成LiMnPO4／C,結(jié)果表明,配合物形成酸度、燒結(jié)溫度和時(shí)間等因素對(duì)LiMnPO4／C性能都有重要的影響。500℃下燒結(jié)10h得到具有橄欖石型結(jié)構(gòu)的LiMnPO4／C樣品,樣品顆粒呈規(guī)則的花瓣形,具有比較豐富的比表面。首次充放電容量