《低成本鋰離子電池正極材料LiFeO2/C的研究》是依託天津大學，由王興堯擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：低成本鋰離子電池正極材料LiFeO2/C的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王興堯
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
LiFeO2具有原料來源廣、價格低、環保等優點，但本身的性能還有待改善，目前也缺乏有效的製備方法。針對LiFeO2的研究現狀，本項目提出以鹽湖滷水為原料，運用水熱反萃法製備納米球形LiFeO2 和表面包覆碳的方法來提高其電化學性能的構想。使用鹽湖滷水作為鋰源，可大大降低成本，運用水熱反萃能有效地控制金屬離子的水解，利於控制產物的形貌和粒度，在低溫合成產物的同時，萃取劑再生並反覆使用，也省去了其它液相法的後續高溫煅燒和球磨過程，從而實現了低成本和生產過程綠色、環保和節能的概念。本研究依據過程耦合的原理，探索水熱反萃的機理；從多學科的角度揭示材料的組成、結構、形貌、粒度與電化學性能之間的內在聯繫，解決製備低成本高性能鋰離子電池正極材料LiFeO2/C的關鍵科學問題，創建一種高效液相製備功能材料的方法，為鋰離子電池正極材料的換代和工業化生產提供科學依據。
結題摘要
LiFeO2具有原料來源廣、價格低、環保等優點，但本身的性能還有待改善，目前也缺乏有效的製備方法。針對LiFeO2的研究現狀，本項目以鹽湖滷水為原料，運用水熱反萃法新方法首次製備了納米球形LiFeO2並對其表面包覆了碳。為完成預定的目標，我們設計了2種有機萃取體系。在進行水熱反萃合成預定目標-LiFeO2時，我們合成了另外一種鋰電池正極材料β-LiFe5O8，通過電化學測試發現其電化學性能比預定目標的-LiFeO2更為優異，因此我們還進一步研究了β-LiFe5O8的合成與電化學性能。 通過研究新的合成方法，我們合成並研究了預期目標外的β-LiFe5O8，電化學測試發現其電化學性能比預定目標的-LiFeO2具有更加優異：在150℃和180℃下所得產品在0.2C下的初始放電比容量相近均高達到200 mAh g-1，在循環過程中所得產品的比容量保持率（50th/10th）達77.3%，說明β-LiFe5O8是電化學性能優異的一種鋰電池正極材料。 通過使用鹽湖滷水作為鋰源，大大降低了成本，運用水熱反萃我們通過有效控制金屬離子的水解，獲得了形貌較為規則的納米粒度，同時省去了其它液相法的後續高溫煅燒和球磨過程。萃取劑的再生和水相的重複使用使用實現了低成本和生產過程的綠色、環保和節能的概念。 本研究從多學科的角度揭示材料的組成、結構、形貌、粒度與電化學性能之間的內在聯繫，解決製備低成本高性能鋰離子電池正極材料β-LiFe5O8的關鍵科學問題，創建了一種高效液相製備功能材料的方法，為鋰離子電池正極材料的換代和工業化生產提供科學依據。
