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碳含量对LiFePO4/C复合正极材料性能的影响

阮艳莉a;唐致远a;黄保民b
  

  1. a School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin Univerisity, Tianjin 300072, China
    b The Third Railway Survey and Design Institute, Tianjin 300130, China
  • 收稿日期:1900-01-01 修回日期:1900-01-01 出版日期:2005-10-28 发布日期:2005-10-28
  • 通讯作者: 阮艳莉a

Effect of Carbon Content on Electrochemical Properties of LiFePO4/C Composite Cathode

RUANYanli;TANGZhiyuan; HUANGBaomin   

  1. a School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin Univerisity, Tianjin 300072, China
    b The Third Railway Survey and Design Institute, Tianjin 300130, China
  • Received:1900-01-01 Revised:1900-01-01 Online:2005-10-28 Published:2005-10-28
  • Contact: RUAN Yanli

摘要: Olivine-type LiFePO4/C composite cathode materials were synthesized by a solid-state reaction method in an inert atmosphere. The glucose was added as conductive precursors before the formation of the crystalline phase. The effects of glucose content on the properties of as-synthesized cathode materials were investigated. The crystal structure and the electrochemical performance were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), laser particle-size distribution measurement and electrochemical performance testing. The material has a single crystal olivine structure with grain-sizes ca. 100-200 nm. SEM micrographs and the corresponding energy dispersive spectrometer (EDS) data confirm that the carbon particulates produced by glucose pyrogenation are uniformly dispersed among the LiFePO4 grains, ensuring a good electronic contact. Impedance spectroscopy was used to investigate the ohmic and kinetic contributions to the cell performance. It is found that increasing the carbon content leads to a reduction of the cell impedance due to the reduction of the charge transfer resistance. The galvanostatically charge and discharge tests show that the material obtainedby adding 10% C (by mass) gives a maximum discharge capacity of 140.8mA·h·g^-1 at the same rate (C/10). The material also isplays a more stable cycle-life than the others.

关键词: 锂离子电池;碳含量 LiFePO4/C复合正极材料;电化学性能;橄榄石;阴极材料;生命周期

Abstract: Olivine-type LiFePO4/C composite cathode materials were synthesized by a solid-state reaction method in an inert atmosphere. The glucose was added as conductive precursors before the formation of the crystalline phase. The effects of glucose content on the properties of as-synthesized cathode materials were investigated. The crystal structure and the electrochemical performance were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), laser particle-size distribution measurement and electrochemical performance testing. The material has a single crystal olivine structure with grain-sizes ca. 100-200 nm. SEM micrographs and the corresponding energy dispersive spectrometer (EDS) data confirm that the carbon particulates produced by glucose pyrogenation are uniformly dispersed among the LiFePO4 grains, ensuring a good electronic contact. Impedance spectroscopy was used to investigate the ohmic and kinetic contributions to the cell performance. It is found that increasing the carbon content leads to a reduction of the cell impedance due to the reduction of the charge transfer resistance. The galvanostatically charge and discharge tests show that the material obtainedby adding 10% C (by mass) gives a maximum discharge capacity of 140.8mA·h·g^-1 at the same rate (C/10). The material also isplays a more stable cycle-life than the others.

Key words: olivine-type, cathode material, conductive precursors, cycle-life