磷酸铁形貌特征对磷酸铁锂电化学性能的影响

聚而成的，形貌不规则。制备出的磷酸铁锂是橄榄石结构的磷酸铁锂，物相均一。以硫酸亚铁为铁源时合成的磷酸铁粒径较小，表面较光滑，结构疏松，密度较小，颗粒大小在13m之间，且随着反应温度的升高，磷酸铁的粒径逐渐变大：随着pH的增加，磷酸铁的粒径变大。在pH为1.5时，55℃下合成的磷酸铁制备的磷酸铁锂02C倍率下的放电比容量最高，达到141.4mAh/g,而40℃下合成的磷酸铁制备的磷酸铁锂5C倍率下的放电比容量最高，达到55.2mAh/g。在pH为2.0时，40℃下合成的磷酸铁制备的磷酸铁锂在0.2C和5C倍率下的放电比容量均最高，分别为148.6mAhg和52.3mAh/g。以硝酸铁为铁源时合成的磷酸铁粒径较大，分布也不均匀，表面较粗糙，粒径在15m左右。在pH为1.5的条件下，70℃下合成的磷酸铁制备的磷酸铁锂0.2C倍率下的放电比容量最高，达到109.8mAhg,而55℃下合成的磷酸铁制备的磷酸铁锂5C倍率下的放电比容量最高，达到58.9mAhg。(2)以水热合成法合成磷酸铁时，磷酸铁颗粒界限明显，分散性好。当温度越高，水热时间越长，磷酸铁结晶性越好。以硫酸亚铁为铁源时合成的磷酸铁为斜方晶系FePO42HO,其中含有一定量的Fe2(NH4(OH)(PO4)22HO、FeH2P3O10H2O、Fe(HPO3等杂质，且空间群为P21m的单斜晶系杂质Fe2(NH)(OH)(PO)22H2O相对含量较高：以硝酸铁为铁源时合成的磷酸铁既含有斜方晶系的FePO42HzO,也有单斜晶系的FePO2HzO,还含有其他一些铁磷化合物杂质，当水热温度升高时，斜方晶系的Fes(PO)4(OH32H2O的杂质含量也随之升高。以硫酸亚铁为铁源时合成的磷酸铁颗粒粒径较大，平均粒度在10-15m之间，粒度分布均匀：以硝酸铁为铁源时合成的磷酸铁粒径相对较小，在61m左右，但粒度分布不均匀，分布范围较宽。使用硫酸亚铁为铁源时合成的磷酸铁颗粒为类球形，当合成温度为180℃时，颗粒变为椭球形：以硝酸铁为铁源时，合成的磷酸铁颗粒则呈椭球形或花生状形貌。以硫酸亚铁为铁源时，水热120℃反应2h合成的磷酸铁制备的磷酸铁锂在02C倍率下的放电比容量最高，为142mAhg,水热150℃反应10h合成的磷酸铁制备的磷酸铁锂在5C倍率下的放电比容量最高，约为78mAhg:以硝酸铁为铁源时，水热120℃反应6h合成的磷酸铁制备的磷酸铁锂在02C和5C倍率下的放电比容量均最高，分别为124.5mAh/g和66mAhg.(3)使用硫酸亚铁为铁源，采用水热合成法，在150-180℃下反应6-10小时，得到的磷酸铁结晶性好，形貌为类球形，制备出的磷酸铁锂会具有较好的综合性能。关键词：锂离子电池；磷酸铁锂；磷酸铁；沉淀法；水热合成法