碳化鎢殼層包覆磷酸鐵鋰正極材料

進入21世紀，能源與環境污染已成為一個世界性的難題。新能源的開發和應用迫在眉睫。鋰離子電池具有工作電壓高,比能量大等優勢,已應用於筆記型電腦、行動電話和數碼相機等可擕式電子產品上。近年來，純電動及混合電動汽車的高速發展又為鋰離子動力電池提 供了巨大的市場前景和高速發展的機遇,但也對其性能的提升和成本的降低提出了新挑戰。

正極材料一直是制約鋰離子電池性能提高和成本降低的瓶頸。磷酸鐵鋰價格低廉、能量 密度高、壽命長、安全性好,是現代商業化鋰離子電池首選的正極材料。但磷酸鐵鋰的電子電導率低，嚴重阻礙了其在動力及儲能電池領域的應用。

表面包覆是提高磷酸鐵鋰材料導電率的有效途徑之一，有學者提出一種具有優異的導電性能，可以改善磷酸鐵鋰的倍率特性的碳化鎢殼層包覆磷酸鐵鋰正極材料。其製備過程中:

分別稱取硫酸亞鐵0.1mol、氯化鋰0.11mol和磷酸二氫銨0.1mol，分別溶於200ml去離子水中，再混合一起倒入水熱反應罐，添加氨水，控制pH為9.0，密封後置於加熱器中，200℃水熱反應24h。冷卻後用去離子水反復離心清洗沉澱物，分離出的粉體100℃真空乾燥10h，即獲得磷酸鐵鋰。

將該LiFePO₄樣品置於等離子體增強化學氣相沉積設備的反應室中，抽真空至1.0×10^-1Pa，並加熱至300℃。充入WF₆+CH₄(WF₆:CH₄＝1:1 體積比)混合氣體，反應室的總氣壓維持在50Pa。射頻等離子體的電源輸出功率為600W，反應時間控制在25min。獲得碳化鎢殼層包覆的磷酸鐵鋰正極材料，包覆層厚1.0nm。1C 首次放電容量為155mAh·g^-1，5C/1C的放電保持率為98％。

製備的碳化鎢殼層包覆的磷酸鐵鋰正極材料，其具有優良的倍率性能。與金屬鋰組成扣式類比電池測試，在2.5-4.35V範圍內，1C首次放電容量為≥155mAh·g^-1， 5C/1C的放電保持率在96％以上。

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