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有色金属科学与工程2025年第01期:钛掺杂磷酸铁锂的合成及其充放电性能研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:吴彭森;王洋;葛佳佳;李紫金;李珍珍;邱冠周;

单位:中南大学资源加工与生物工程学院;河南佰利新能源材料有限公司;

摘要:元素掺杂是提高磷酸铁锂(LiFePO_4)正极材料充放电性能的主要途径之一。以TiO_2为钛源,采用高温固相还原法合成了Ti掺杂的LiFePO_4,通过XRD、XPS、SEM和BET等技术表征了钛掺杂LiFePO_4的结构组成、微观形貌和理化性能,进而对组成-结构与其充放电性能之间的影响关系进行了研究。结果表明:钛掺杂LiFePO_4在0.1C和1C倍率下的首次放电比容量最高分别达到161.9mAh/g和150.8mAh/g,比未掺杂钛的LiFePO_4提高4.72%和7.48%,且在1C倍率下循环150周后容量保持率高达98.54%。这主要归因于Ti~(4+)取代Fe~(2+)进入LiFePO_4晶格,稳固晶体结构的同时会抑制晶粒的二次生长,导致Li~+脱/嵌路径减小,迁移效率加快,进而提高了LiFePO_4的放电比容量、倍率以及循环性能。

关键词:钛掺杂;;磷酸铁锂;;充放电性能

基金资助:河南省“十四五”重大项目资助(豫重点[2022]5号)