在万物互联、人工智能的时代背景下,锂离子电池在人类的生活生产中起着重要的作用。磷酸铁锂凭借其放电容量大、循环性能好、价格便宜、对环境友好、使用寿命长等优点成为最具有研究前景的正极材料之一。然而磷酸铁锂存在电子电导率低、锂离子扩散系数差的问题,这限制了它的应用。常见的改性措施有碳包覆、设计三维碳结构或元素掺杂等。不同于传统改性方案,本文通过在多层石墨烯表面生长磷酸铁锂颗粒的方式来改善磷酸铁锂材料存在的缺陷。这样的制备工艺可以使磷酸铁锂/多层石墨烯材具有料韧性不易受外力影响,这为柔性电极材料的制备提供一种新的思路。主要研究内容如下:(1)采用化学法在多层石墨烯表面制备氧化铁纳米颗粒,通过水热处理使氧化铁纳米颗粒与磷酸二氢锂合成为磷酸铁锂前驱体,最后通过高温煅烧将前驱体转变为磷酸铁锂,从而制备了磷酸铁锂与多层石墨烯的复合材料。论文采用XRD,SEM研究了复合材料的微观结构,并对复合材料进行了电化学性能的研究。研究结果表明,磷酸铁锂的结晶度高,但颗粒大小不均匀。基于复合材料总质量的0.1C储锂性能为35m Ah/g。(2)将化学法制备的氧化铁纳米颗粒/多层石墨烯与磷酸二氢锂进行混合搅拌,通过煅烧处理在多层石墨烯表面原位生长磷酸铁锂颗粒。论文具体探讨了混合方式、氧化铁复合材料与磷酸二氧锂的比例、煅烧温度等因素对复合材料的影响。获得了最佳的制备工艺:研磨搅拌的混合方法、复合材料中氧化铁与磷酸二氢锂摩尔比为1:1.1、升温速率3℃/min、煅烧温度650℃。根据XRD、SEM分析,制备的磷酸铁锂/多层石墨烯复合材料中磷酸铁锂颗粒结晶良好、粒径尺寸均匀约为300 nm且均匀的分布在多层石墨烯表面。基于复合材料总重量的电化学测试显示:在0.1 C倍率下的可逆比容量达到50.1 m Ah/g,循环100次后,仍有46.7 m Ah/g的可逆比容量。在5C倍率下的可逆比容量有25.8 m Ah/g。EIS测试显示复合材料具有良好的电荷转移阻抗和锂离子扩散系数。