《LixFeF3/C複合陰極材料及其Li+嵌入反應過程研究》是依託清華大學，由邱新平擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：LixFeF3/C複合陰極材料及其Li+嵌入反應過程研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：邱新平
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
FeF3在2.5V以上電位的充放電容量達到220mAh/g的容量，並具有很好的可逆性，近年來受到廣泛關注。合成含鋰複合氟化物-LixFeF3對開發可逆容量可大於200mAh/g的高安全性鋰離子電池正極材料具有重要意義。本項目擬通過水熱及溶劑熱法合成LixFeF3/C納米複合材料，建立含鋰複合氟化物的合成方法。通過對該複合材料的鋰嵌脫反應過程的研究，深入理解電子絕緣材料電極反應過程中的電子轉移機理。研究LixFeF3/C與電解質間可能發生的化學與不可逆電化學反應，探討提高材料電極反應速度的可能方法。
結題摘要
作為新型鋰電池正極材料，過渡金屬氟化物具有高比容量、低成本、安全高和對環境友好等優點而備受關注。傳統的鋰離子電池中，正極材料不但是電池充放電過程的鋰離子嵌入與脫出電極反應的場所，同時也作為電池首次充的鋰源。雖然氟化物與金屬鋰組裝的電池中表現出了良好的電化學性能，卻不能提供鋰離子，如何向該類材料中引入鋰源，是該材料能否在鋰離子電池中套用的關鍵。在自然基金的支持下，我們對氟化鐵、氟化釩等過渡金屬化合物進行了研究，並獲得了向氟化物正極中提供鋰源的方法。我們採用 FeF3與 Li2MnO3共混的方法製備正極材，其中Li2MnO3為鋰源，電鏡與XRD的結果表明，兩材料在經高能球磨後，材料的晶體結構沒有發生變化。進一步的充放電實驗結果表明，該複合電極的首次充容量達到200mAh/g，首次放電容量190 mAh/g，100次循環後容量仍保持130mAh/g，表明材料具有較好的循環性；首次充電曲線表明，該材料在首次充時對應的容量均由Li2MnO3提供，表明Li2MnO3可作為鋰源為氟化鐵提供鋰離子。我們研究了Na3VF6體系作為鋰離子電池正極材料的可行性，結果表明，即使在對鋰5.0V的電壓下，Na+也不能從Na3VF6脫出，進一步的充放電實驗結果表明，Li+可以嵌入到Na3VF6中，在4.0V和1.5V左右出現兩個放電平台。利用Na3VF6作主正極組裝的鈉電池，充放電容量可達到80mAh/g，並具有較好的循環性。
