石墨烯修饰改性制备锂离子电池LiFePO4/LiNi0.8Co0.15Al0.05O2复合正极材料及其性能

采用两步干混-球磨方法制备了石墨烯掺杂改性的锂离子电池LiFePO4/LiNi0.8Co0.15Al0.05O2复合正极材料，实现LiNi0.8Co0.15 Al0.05O2材料的高容量和高安全性。借助X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）以及电化学测试等表征手段对材料的晶体结构、微观形貌和电化学性能进行了较系统的研究。结果表明，石墨烯的存在实现了LiFePO4材料在LiNi0.8Co0.15Al0.05O2材料表面的完全包覆，形成致密的包覆层，进一步抑制LiNi0.8Co0.15Al0.05O2与电解液之间的副反应，提高活性材料利用率和循环性能。三者之间构成导电网络，加快电子渗透和传输，提高倍率性能。LiFePO4质量分数为20%的LiFePO4-Graphene/LiNi0.8Co0.15Al0.05O2样品具有最佳的容量性能和长循环性能，0.1C时放电容量达到202.5 mAh·g-1，3C时放电容量仍然可保持在160.5 mAh·g-1。50℃在2.8~4.3 V，0.5C下循环100次后，容量保持率为91.9%，优于LiNi0.8Co0.15Al0.05O2和LiFePO4/LiNi0.8Co0.15Al0.05O2样品的72.9%和82.0%