金屬離子摻雜對LiFePO4 振實(shí)密度的影響
金屬離子摻雜是在LiFePO4 中摻雜金屬離子,改變其晶格結(jié)構(gòu),從而提高其自身的導(dǎo)電能力。近年來部分研究表明，摻雜特定種類的金屬離子能提高材料的振實(shí)密度，從而提高LiFePO4 的體積比容量[31]。Chang 等[32]以Cu(Ac)2 為摻雜劑，葡萄糖為碳源合成了振實(shí)密度高達(dá)1.98 g/cm3 的LiFe0.98Cu0.02PO4/C。材料在0.1C 下的首次放電比容量為150.0 mAh/g，體積比容量達(dá)到了297.0×10–3 Ah/cm3，2C 下的放電比容量仍可達(dá)到127.3 mAh/g，體積比容量為252.1×10–3Ah/cm3，材料的振實(shí)密度和體積比能量均高于另外一組平行試驗(yàn)中不摻銅制得的LiFePO4/C。
楊書庭等以Li2CO3 、FeC2O4·2H2O 和NH4H2PO4 為原料，以葡萄糖為模板劑，以乳酸鎂做為Mg2+的摻雜源和部分的碳源，在惰性氛圍下用模板-固相合成法分別合成了摻Mg2+和不摻Mg2+的LiFePO4/C復(fù)合正極材料。材料的振實(shí)密度由摻雜前的1.21 g/cm3增加到摻雜后的1.44 g/cm3。摻雜后1/3C 倍率下第二周的放電比容量為159.9 mAh/g，比摻雜前提高了19.4mAh/g，20 次循環(huán)后容量無衰減。掃描電鏡測試表明，摻雜前的材料顆粒較小，但是粒徑分布范圍較寬, 極細(xì)微的顆粒和較大的顆粒共存；摻雜后制備的材料是由多個(gè)小顆粒堆積而成的團(tuán)聚體,粒徑比摻雜前大，并且材料具有疏松多孔的微觀結(jié)構(gòu)。