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Na掺杂对LiFePO4/C复合正极材料的结构和倍率性能的影响
  • ISSN号:0567-7351
  • 期刊名称:《化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TM912[电气工程—电力电子与电力传动]
  • 作者机构:[1]长安大学材料科学与工程学院长安大学能源材料与器件研究所,西安710064
  • 相关基金:国家自然科学基金(Nos.20903016,21073021,21103013)、教育部高等学校科学技术重大项目培育资金项目(No.708084)和中央高校基本科研业务费专项资金(Nos.CHD2010ZD008,CHD2010JC006,CHD2011ZD007)资助项目.
中文摘要:

以Fe(NO3)3,LiNO3,NH4H2PO4和NaNO3为原料,采用简单的液相-碳热还原法合成Li0.97Na0.03FePO4/C复合正极材料.使用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和充放电等测试技术研究了材料的结构及倍率充放电性能.通过循环伏安(CV)曲线和电化学阻抗谱(EIS)研究电极反应过程中的动力学特点.结果表明,Na掺杂形成了具有橄榄石结构的Li0.97Na0.03FePO4固溶体,并增大了晶格中Li+一维扩散通道,使LiFePO4/C的电荷转移电阻减小了约2/3,Li+扩散系数提高了3~4倍.因此,Li0.97Na0.03FePO4/C首次放电比容量在0.1 C和2 C倍率下分别达到152 mAh g-1和109 mAh g-1,比未掺杂的LiFePO4/C的放电比容量分别提高了4.83%和62.69%.

英文摘要:

Li0.97Na0.03FePO4/C composite cathode material was prepared by a simple wet chemistry- carbothermal reduction method using Fe(NO3)3, LiNO3, NH4H2PO4 and NaNO3 as starting materials. The structure and charging-discharging rate properties of the samples were studied by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM) and charge-discharge test. Furthermore, the kinetics of lithium-ion extraction and insertion at LiFePO4/C were evaluated from cyclic voltammetry (CV) curves and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The results indicate that the Li0 97Na0.03FePO4 solid-solution with olivine structure is obtained. Na-doping enlarges one-dimensional lithium-ion diffusion pathway in the olivine structure. Consequently, the materials exhibit a decrease in the charge transfer resistance by 67% and an increase in the lithium-ion diffusion coefficient by 3 -4 times. The initial discharge capacities of Li0.97Na0.03FePO4/C sample at the rate of 0.1 C and 2 C are 152 mAh·g^-1 and 109 mAh·g^-1, respectively, which increase 4.83% and 62.69% compared with that ofun-doped LiFePO4/C.

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期刊信息
  • 《化学学报》
  • 北大核心期刊(2014版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国化学会 中国科学院上海有机化学研究所
  • 主编:周其林
  • 地址:上海市零陵路345号
  • 邮编:200032
  • 邮箱:hxxb@sioc.ac.cn
  • 电话:021-54925085
  • 国际标准刊号:ISSN:0567-7351
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1320/O6
  • 邮发代号:4-209
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,第二届国家期刊奖提名奖,中国期刊方阵“双高期刊”
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,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:28694