稀土Ce掺杂LiFePO4正极材料的制备与电化学性能研究
来源期刊：稀有金属与硬质合金2017年第4期
论文作者：张阳 王娟 王亮亮 许云华
文章页码：42 - 107
关键词：锂离子电池;正极材料;LiFePO4;Ce;稀土掺杂;电化学性能;
摘 要：采用水热法制备了掺杂稀土Ce的LiFe1-xCexPO4/C（x=0,0.01,0.03,0.05）正极材料,并通过一系列系统的测试对所制备材料进行电化学性能研究。XRD图谱表明,掺杂稀土1%5%Ce（摩尔分数）未改变LiFePO4的橄榄石型晶体结构,但扩大了晶胞体积,有利于Li+的脱嵌。SEM分析结果进一步表明,稀土Ce的掺杂具有细化晶粒的作用,可有效缩短Li+的扩散和迁移途径。在2.04.0V电位范围内,随着稀土Ce掺杂量的增加,0.1C倍率下的LiFe1-xCexPO4/C初始放电比容量先升高后下降,在x=0.03时达到最高,放电比容量为144.1mA·h/g,比未掺杂Ce的提高17.4%,且其循环50次后容量保持率为95.0%。EIS和CV测试结果表明,LiFe1-xCexPO4/C（x=0.03）具有最低的电荷迁移电阻,且样品在0.1C倍率下循环50次后氧化还原峰明显,说明样品结构稳定,可逆反应特性良好。
张阳1,2，王娟1,2，王亮亮1,2，许云华1,2
1. 西安建筑科技大学机电工程学院2. 陕西省纳米材料与技术重点实验室
摘 要：采用水热法制备了掺杂稀土Ce的LiFe1-xCexPO4/C（x=0,0.01,0.03,0.05）正极材料,并通过一系列系统的测试对所制备材料进行电化学性能研究。XRD图谱表明,掺杂稀土1%5%Ce（摩尔分数）未改变LiFePO4的橄榄石型晶体结构,但扩大了晶胞体积,有利于Li+的脱嵌。SEM分析结果进一步表明,稀土Ce的掺杂具有细化晶粒的作用,可有效缩短Li+的扩散和迁移途径。在2.04.0V电位范围内,随着稀土Ce掺杂量的增加,0.1C倍率下的LiFe1-xCexPO4/C初始放电比容量先升高后下降,在x=0.03时达到最高,放电比容量为144.1mA·h/g,比未掺杂Ce的提高17.4%,且其循环50次后容量保持率为95.0%。EIS和CV测试结果表明,LiFe1-xCexPO4/C（x=0.03）具有最低的电荷迁移电阻,且样品在0.1C倍率下循环50次后氧化还原峰明显,说明样品结构稳定,可逆反应特性良好。
关键词：锂离子电池;正极材料;LiFePO4;Ce;稀土掺杂;电化学性能;
