LiMn 0.8 Fe 0.2 PO 4 /C纳米复合材料的制备与电化学性能研究

结合溶胶-凝胶和高温固相合成方法成功制备了橄榄石结构的LiMn 0.8 Fe 0.2 PO 4 /C固溶体材料, X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征结果表明纳米尺度的LiMn 0.8 Fe 0.2 PO 4 颗粒均匀分散于原位形成的碳导电网络中。将该纳米复合材料用作锂离子电池正极材料时, 充放电曲线中除了对应于Fe 3+ /Fe 2+ 电对的较短平台(~3.5 V vs Li + /Li)外, 更高电压的长平台(~4.1 V vs Li + /Li)对应于LiMn 0.8 Fe 0.2 PO 4 晶格中Mn随Li + 脱出嵌入的氧化还原反应, 该高的电压平台可明显提高相应锂离子电池的能量密度。此外, 使用恒电流间歇滴定技术(GITT)和电化学阻抗谱(EIS)详细研究了LiMn 0.8 Fe 0.2 PO 4 /C电极中锂的化学扩散行为, GITT和EIS所得的锂化学扩散系数 D Li 分别为5×10 -15 ~ 1×10 -14 cm 2 /s和1.27×10 -13 ~ 2.11×10 -13 cm 2 /s。研究结果表明, DLi值随测试温度的升高而增加, 因此可以通过提高工作温度来改善该类材料的电化学性能。