SO42-掺杂对Nasicon型Li3Fe2(PO4)3正极材料电化学性能的影响

摘要 采用溶胶-凝胶法用SO42-部分代替Li3Fe2（PO4）3中的PO43-阴离子制得Li3-xFe2（PO4）3-x（SO4）x（x=0~0.90）正极材料，通过X射线衍射、充放电技术、循环伏安特性测试及电化学阻抗谱表征了掺杂材料的相组成及电化学性能.结果表明，SO42-主要以固溶形式存在于Li3Fe2（PO4）3中，产物中还伴有少量Fe2O3第二相析出.SO42-掺杂使Li3Fe2（PO4）3的放电容量呈抛物线形规律变化，并在掺杂浓度x=0.60时达到最佳值，该样品在0.5C倍率下的首次放电容量为111.59 mA·h/g，比未掺杂的样品提高了18.4%；60次循环充放电后的容量保持率为96%；将该样品的放电倍率由0.5C逐渐提高至5C，再降至0.5C，并在每个倍率下循环10次，材料的最终放电容量仍能达到首次放电容量的97%.导致这些变化的原因是SO42-掺杂使材料的氧化还原性能增强，电池内阻减小，极化程度降低及Li+扩散系数增大