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Nd^3+掺杂对LiFePO4结构及电化学性能的改善
  • ISSN号:1001-4861
  • 期刊名称:《无机化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O614.111[理学—无机化学;理学—化学] O614.811[理学—无机化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]燕山大学环境与化学工程学院,秦皇岛066004, [2]中国科学院长春应用化学研究所稀土资源利用国家重点实验室,长春130022
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.20771100)
中文摘要:

采用两步加热高温固相法合成了掺杂Nd^3+的LiFe1-xNdxPO4/C复合材料(x=0,0.01,0.02,0.04,0.06,0.08)。用TG—DSC对前驱体进行分析和SQUID(超导量子干涉仪)对样品中Fe^3+的磁性测定。优化了合成工艺条件;采用XRD、FE-SEM、EDS等方法分析了样品的结构并对其电化学性能进行了测试。结果表明:LiFe1-xNdxPO4/C复合材料具有橄榄石型结构;当Nd^3+的掺杂量6%(物质的量分数1、煅烧温度700℃、煅烧时间16h时,样品在0.2C(1C=170.0mA·g^-1)电流密度下的最大放电比容量可达165.2mAh·g^-1,循环100次后的容量保持率仍为92.8%,在1C、2C、5C下的最大放电比容量分别为146.8、125.7和114.8mAh·g^-1。通过测定样品在不同较低倍率下的放电比容量,采用外推法得出制备样品的实测理论比容量为168.7mAh·g^-1。

英文摘要:

LiFe1-xNdxPO4(x=0, 0.01, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08) cathode material for Li-ion battery was synthesized by two-step heating solid-state reaction. The synthesis conditions were optimized through the thermal analysis of the precursor by TG-DSC and the magnetic measurement of Fe^3+in LiFe1-xNdxPO4/C sample by SQUID(Superconducting QUantum Interference Device). The structure and electrochemical performance of the material were studied by XRD, FE-SEM, EDS and galvanostatic charge-discharge method. The results show that LiFe1-xNdxPO4/C sample has the same olivine structure as LiFePO4 When the dopant of Nd^3+ is 6%(molar fraction) and precursor is calcined for 16 h at 700 ℃, the sample delivers the highest discharge capacity of 165.2 mAh .g^-1 at 0.2C (1C=170.0 mA·g^-1) rate, and the capacity retention rate is 92.8% after 100 cycles, and 146.8 mAh .g^-1, 125.7 mAh.g^-1, 114.8 mAh·g^-1 at 1, 2, 5 C-rates, respectively. The measured theoretical capacity is about 168.7 mAh·g^-1 by measuring the capacity at various discharge current density and extrapolating to the current density of zero.

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期刊信息
  • 《无机化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国化学会
  • 主编:游效曾
  • 地址:南京市南京大学仙林区化学楼
  • 邮编:210023
  • 邮箱:wjhx@nju.edu.cn
  • 电话:025-89682307
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-4861
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1185/O6
  • 邮发代号:28-133
  • 获奖情况:
  • 2007年获江苏省优秀期刊奖,2009年获华东地区优秀期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:19587