作者：徐小龙; 郝振东; 李浩强; 汪浩; 刘晶冰; ...锂离子电池lifepo4介孔碳石墨化电极改性
摘要：商业化LiFePO4（LFP）正极材料的导电性一直是制约其性能提高的关键。为了提高LFP的性能,利用沸石咪唑酯骨架-8（ZIF-8）制备多孔碳材料（CZIF-8）改善商业化LFP正极材料的导电性,对比了两种改性LFP的方法：1）将退火的ZIF-8以物理混合的方法与LFP混合制得LFP/CZIF-8正极材料;2）ZIF-8在LFP表面原位生长后退火制得LFP@CZIF-8正极材料。X射线粉末衍射（XRD）、氮气吸脱附（BET）和拉曼光谱等测试证明,改性后的LFP仍具有橄榄石型结构,同时出现了具有介孔结构的石墨化碳材料的特征。扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）测试证明LFP/CZIF-8样品中LFP与CZIF-8之间未形成链接结构,而在LFP@CZIF-8样品中二者形成了核壳结构。电化学阻抗测试（EIS）表明,改性后样品的离子传输阻抗明显减小,说明两种方法均提高了LFP的导电性。充放电循环测试表明,两种改性方法均能提高LFP的循环性能和库伦效率。不同的是,倍率性能测试表明,LFP/CZIF-8样品的高倍率性能比LFP@CZIF-8样品更有优势,在10.0 C电流倍率下能够达到57.8 m A·h/g。这一研究为商业化锂离子电池电极材料的改性提供了新的思路,并且通过方法优化为产业化做了铺垫。
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