Dr0.85Ce0.15CoO3-δ与碳共包覆LiFePO4正极材料的制备与性能研究

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本文使用溶胶-凝胶自然法制备了Sr0.85Ce0.15CoO3-δ(SCC),并通过液相法和固相法制备了SCC与碳共包覆的LiFePO4。利用XRD、TEM和SEM对正极材料的化学组成和微观形貌进行了分析。TEM和SEM分析结果显示,SCC均匀分布在LiFePO4颗粒表面,修复了不连续的碳包覆层。将正极材料组装成扣式电池,采用恒电流充放电实验测试了电池的倍率性能和循环性能,通过交流阻抗和恒电位阶跃测试了材料的电荷转移阻抗和锂离子扩散系数。   分别制备了包覆1wt%~6wt%的SCC的复合材料,考察不同包覆量对材料电化学性能的影响。充放电测试结果表明,包覆SCC能够明显提高材料在高倍率下的首次充放电容量,包覆量为3wt%时,材料的首次充放电容量最大。包覆3wt%SCC的试样在0.1C、0.2C、0.5C、1C、2C和5C下的首次放电比容量分别为157mAh/g、149mAh/g、142mAh/g、137mAh/g、120mAh/g和94mAh/g,而未包覆SCC的试样在各放电倍率下的首次放电比容量分别为153mAh/g、144mAh/g、136mAh/g、120mAh/g、102mAh/g和65mAh/g。说明通过SCC与碳共包覆能够提高材料的倍率性能。材料循环性能测试结果发现,包覆3wt%SCC的试样具有最佳的循环性能,从低倍率到高倍率循环55次后,容量损失率为41.9%,而未包覆试样的容量损失率为58.6%。   交流阻抗分析结果表明,包覆SCC可以降低材料的电荷转移电阻,包覆3wt%SCC的试样的电荷转移电阻值为49Ω。通过恒电位阶跃测试计算了锂离子在材料内的扩散系数,结果表明,包覆3wt%SCC的试样的锂离子扩系数最高,达到2.26×10-9cm2·s-1。
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