高性能磷酸錳鐵鋰電池材料--製備、表徵與應用

第1章 緒論 1
1.1 磷酸鐵鋰材料的再認識 1
1.2 磷酸錳鋰與磷酸錳鐵鋰材料早期研究 2
1.2.1 磷酸錳鋰和磷酸錳鐵鋰材料的結構 3
1.2.2 磷酸錳鋰和磷酸錳鐵鋰材料的性能研究 4
1.2.3 磷酸錳鋰和磷酸錳鐵鋰材料的製備方法 5
1.2.4 磷酸錳鋰和磷酸錳鐵鋰的改性研究 10
1.3 磷酸錳鐵鋰正極材料後續展望 13
參考文獻 14

第2章 磷酸錳鐵鋰材料的研發及產業進展 17
2.1 磷酸錳鐵鋰正極材料基本理論 17
2.2 近年來磷酸錳鐵鋰正極材料的合成技術 19
2.2.1 固相法 19
2.2.2 水熱合成法 23
2.2.3 溶膠-凝膠法 30
2.2.4 其他合成方法 32
2.3 磷酸錳鐵鋰正極材料改性技術 34
2.3.1 碳包覆 34
2.3.2 離子摻雜 40
2.3.3 微觀形貌調控 45
2.4 磷酸錳鐵鋰正極材料應用技術 48
2.5 磷酸錳鐵鋰正極材料專利情況 48
2.5.1 合成方法專利 48
2.5.2 形貌調控專利 52
2.5.3 包覆處理專利 53
2.5.4 體相摻雜專利 57
2.5.5 複合技術專利 59
參考文獻 60

第3章 水熱升溫速率對磷酸錳鐵鋰結構性能的影響 64
3.1 引言 64
3.2 樣品製備 64
3.3 樣品XRD分析 64
3.4 樣品SEM 分析 65
3.5 樣品電化學性能分析 66
3.6 本章小結 70
參考文獻 71

第4章 石墨烯複合磷酸錳鐵鋰材料的研究 72
4.1 引言 72
4.2 樣品製備 72
4.3 樣品XRD和FT-IR分析 73
4.4 樣品形貌分析 74
4.5 樣品電化學性能分析 77
4.6 樣品振實密度分析 80
4.7 本章小結 81
參考文獻 81

第5章 用廉價鐵源合成磷酸錳鐵鋰的研究 83
5.1 引言 83
5.2 水熱預處理法合成磷酸錳鐵鋰 83
5.2.1 樣品製備 83
5.2.2 樣品XRD分析 84
5.2.3 樣品SEM 分析 84
5.2.4 樣品電化學性能分析 86
5.3 固相法合成磷酸錳鐵鋰 88
5.3.1 樣品製備 88
5.3.2 樣品XRD分析 89
5.3.3 樣品FT-IR分析 90
5.3.4 樣品SEM 和TEM 分析 90
5.3.5 樣品電化學性能分析 93
5.4 本章小結 95
參考文獻 96

第6章 科琴黑為碳源添加劑合成磷酸錳鐵鋰材料的研究 98
6.1 引言 98
6.2 樣品製備 98
6.3 樣品XRD分析 99
6.4 樣品FT-IR分析 100
6.5 樣品Raman分析 101
6.6 樣品SEM 和TEM 分析 101
6.7 樣品電化學性能分析 104
6.8 樣品電化學阻抗分析 107
6.9 樣品體積能量密度分析 108
6.10 14500圓柱電池性能分析 109
6.11 本章小結 110
參考文獻 111

第7章 不同錳源製備磷酸錳鐵鋰材料的研究 112
7.1 引言 112
7.2 樣品製備 112
7.3 樣品XRD分析 112
7.4 樣品SEM 分析 114
7.5 樣品電化學性能分析 115
7.6 本章小結 118
參考文獻 118

第8章 複合碳源對磷酸錳鐵鋰材料性能的影響 120
8.1 引言 120
8.2 樣品製備 120
8.3 樣品XRD分析 121
8.4 樣品包覆層石墨化程度分析 122
8.5 樣品SEM 和TEM 分析 124
8.6 樣品電化學性能分析 127
8.7 本章小結 130
參考文獻 130

第9章 複合碳源製備高壓實密度磷酸錳鐵鋰材料 132
9.1 引言 132
9.2 樣品製備 132
9.3 樣品XRD分析 133
9.4 樣品Raman分析 134
9.5 樣品SEM 和TEM 分析 134
9.6 樣品物理性能分析 137
9.7 樣品電化學性能分析 139
9.8 本章小結 143
參考文獻 143

第10章 釩離子摻雜量對磷酸錳鐵鋰材料性能的影響 145
10.1 引言 145
10.2 樣品製備 145
10.3 樣品XRD分析 146
10.4 樣品表面元素分析 148
10.5 樣品形貌分析 149
10.6 樣品電化學性能分析 151
10.7 本章小結 154
參考文獻 155

第11章 鎳離子摻雜量對磷酸錳鐵鋰材料性能的影響 157
11.1 引言 157
11.2 樣品製備 157
11.3 樣品XRD分析 158
11.4 樣品表面元素分析 159
11.5 樣品形貌分析 160
11.6 樣品物理性能分析 163
11.7 材料電化學性能分析 164
11.8 本章小結 166
參考文獻 167

第12章 複合碳源包覆結合鎳離子摻雜改性磷酸錳鐵鋰材料的研究 169
12.1 引言 169
12.2 樣品製備 169
12.3 樣品XRD分析 170
12.4 樣品FT-IR分析 171
12.5 樣品形貌分析 172
12.6 樣品物理性能分析 173
12.7 樣品電化學性能分析 175
12.8 樣品制漿性能分析 177
12.9 高壓實密度極片的製備及形貌分析 179
12.10 圓柱鋼殼電池電化學性能分析 181
12.11 本章小結 183
參考文獻 184

第13章 不同磷源與鋰源對磷酸錳鐵鋰材料性能的影響 185
13.1 引言 185
13.2 樣品製備 185
13.3 樣品結構與形貌分析 186
13.4 樣品電化學性能分析 189
13.5 本章小結 192
參考文獻 192

第14章 鎂離子摻雜對磷酸錳鐵鋰材料性能的影響 194
14.1 引言 194
14.2 樣品製備 195
14.3 樣品結構與形貌分析 195
14.4 樣品電化學性能分析 198
14.5 本章小結 201
參考文獻 201

第15章 鈦離子摻雜對磷酸錳鐵鋰材料性能的影響 203
15.1 引言 203
15.2 樣品製備 203
15.3 樣品XRD分析 204
15.4 樣品形貌分析 205
15.5 樣品電化學性能分析 206
15.6 本章小結 210
參考文獻 211

第16章 磷酸錳鐵鋰材料的表徵技術 212
16.1 磷酸錳鐵鋰材料物理性能測試方法 212
16.1.1 磷酸錳鐵鋰材料外觀檢驗方法 212
16.1.2 磷酸錳鐵鋰材料粒徑分佈與檢測方法 213
16.1.3 磷酸錳鐵鋰材料比表面積檢測方法 213
16.1.4 磷酸錳鐵鋰材料振實密度檢測方法 214
16.1.5 磷酸錳鐵鋰材料壓實密度檢測方法 215
16.1.6 磷酸錳鐵鋰材料粉體電導率檢測方法 217
16.2 磷酸錳鐵鋰材料化學性能測試方法 217
16.2.1 磷酸錳鐵鋰材料Mn/Fe原子比檢測方法 217
16.2.2 磷酸錳鐵鋰材料水分含量(H2O)檢測方法 218
16.2.3 磷酸錳鐵鋰材料碳含量檢測方法 218
16.2.4 磷酸錳鐵鋰材料鐵含量檢測方法 219
16.2.5 磷酸錳鐵鋰材料錳含量檢測方法 220
16.2.6 磷酸錳鐵鋰材料磷含量檢測方法 221
16.2.7 磷酸錳鐵鋰材料鋰、鈉、鎳、鉻、鋅、銅含量檢測方法 222
16.2.8 磷酸錳鐵鋰材料磁性物質含量檢測方法 223
16.2.9 磷酸錳鐵鋰材料pH值檢測方法 224
16.3 磷酸錳鐵鋰材料電化學指標測試方法 225
16.4 本章小結 225
參考文獻 226

第17章 磷酸錳鐵鋰材料製備的電池性能 227
17.1 磷酸錳鐵鋰電池體系設計參數 227
17.2 純磷酸錳鐵鋰電池 229
17.3 磷酸錳鐵鋰-三元電池 231
17.4 磷酸錳鐵鋰-鈷酸鋰電池 234
17.5 三元-磷酸錳鐵鋰-錳酸鋰電池 235
17.6 本章小結 236
參考文獻 236