高性能磷酸锰铁锂电池材料：制备、表征与应用

　　本书是针对新型磷酸盐正极材料体系——磷酸锰铁锂的一本专业性著作。主要是作者课题组在磷酸锰铁锂材料领域多年研究过程中的实践总结，并添加了磷酸锰铁锂的研究现状、材料的检测标准和电池性能分析等内容。特别是鉴于磷酸锰铁锂还是一个新的材料体系，着重介绍了各种离子掺杂、碳源、锂源的变换对材料性能的影响。本书首先介绍了磷酸锰铁锂材料的研发及产业进展情况，然后针对水热升温速率对磷酸锰铁锂结构性能的影响，石墨烯复合磷酸锰铁锂材料的研究，用不同铁源、碳源和锰源合成磷酸锰铁锂材料的性能，多种离子掺杂对磷酸锰铁锂材料性能的影响，磷酸锰铁锂材料的表征技术，磷酸锰铁锂材料制备的电池性能等专题进行了描述。特别是材料在制造、合成和应用过程中的物相、晶体形态和电化学基础性能等方面进行了系统的研究。本书可供从事磷酸锰铁锂材料和电池体系研发、生产行业的科研、技术、生产和销售人员参考，也可供高等院校相关专业的研究生及高年级本科生阅读。

　　无

第1章 绪论 1
1.1 磷酸铁锂材料的再认识 1
1.2 磷酸锰锂与磷酸锰铁锂材料早期研究 2
1.2.1 磷酸锰锂和磷酸锰铁锂材料的结构 3
1.2.2 磷酸锰锂和磷酸锰铁锂材料的性能研究 4
1.2.3 磷酸锰锂和磷酸锰铁锂材料的制备方法 5
1.2.4 磷酸锰锂和磷酸锰铁锂的改性研究 10
1.3 磷酸锰铁锂正极材料后续展望 13
参考文献 14
第2章 磷酸锰铁锂材料的研发及产业进展 17
2.1 磷酸锰铁锂正极材料基本理论 17
2.2 近年来磷酸锰铁锂正极材料的合成技术 19
2.2.1 固相法 19
2.2.2 水热合成法 23
2.2.3 溶胶-凝胶法 30
2.2.4 其他合成方法 32
2.3 磷酸锰铁锂正极材料改性技术 34
2.3.1 碳包覆 34
2.3.2 离子掺杂 40
2.3.3 微观形貌调控 45
2.4 磷酸锰铁锂正极材料应用技术 48
2.5 磷酸锰铁锂正极材料专利情况 48
2.5.1 合成方法专利 48
2.5.2 形貌调控专利 52
2.5.3 包覆处理专利 53
2.5.4 体相掺杂专利 57
2.5.5 复合技术专利 59
参考文献 60
第3章 水热升温速率对磷酸锰铁锂结构性能的影响 64
3.1 引言 64
3.2 样品制备 64
3.3 样品XRD分析 64
3.4 样品SEM 分析 65
3.5 样品电化学性能分析 66
3.6 本章小结 70
参考文献 71
第4章 石墨烯复合磷酸锰铁锂材料的研究 72
4.1 引言 72
4.2 样品制备 72
4.3 样品XRD和FT-IR分析 73
4.4 样品形貌分析 74
4.5 样品电化学性能分析 77
4.6 样品振实密度分析 80
4.7 本章小结 81
参考文献 81
第5章 用廉价铁源合成磷酸锰铁锂的研究 83
5.1 引言 83
5.2 水热预处理法合成磷酸锰铁锂 83
5.2.1 样品制备 83
5.2.2 样品XRD分析 84
5.2.3 样品SEM 分析 84
5.2.4 样品电化学性能分析 86
5.3 固相法合成磷酸锰铁锂 88
5.3.1 样品制备 88
5.3.2 样品XRD分析 89
5.3.3 样品FT-IR分析 90
5.3.4 样品SEM 和TEM 分析 90
5.3.5 样品电化学性能分析 93
5.4 本章小结 95
参考文献 96
第6章 科琴黑为碳源添加剂合成磷酸锰铁锂材料的研究 98
6.1 引言 98
6.2 样品制备 98
6.3 样品XRD分析 99
6.4 样品FT-IR分析 100
6.5 样品Raman分析 101
6.6 样品SEM 和TEM 分析 101
6.7 样品电化学性能分析 104
6.8 样品电化学阻抗分析 107
6.9 样品体积能量密度分析 108
6.10 14500圆柱电池性能分析 109
6.11 本章小结 110
参考文献 111
第7章 不同锰源制备磷酸锰铁锂材料的研究 112
7.1 引言 112
7.2 样品制备 112
7.3 样品XRD分析 112
7.4 样品SEM 分析 114
7.5 样品电化学性能分析 115
7.6 本章小结 118
参考文献 118
第8章 复合碳源对磷酸锰铁锂材料性能的影响 120
8.1 引言 120
8.2 样品制备 120
8.3 样品XRD分析 121
8.4 样品包覆层石墨化程度分析 122
8.5 样品SEM 和TEM 分析 124
8.6 样品电化学性能分析 127
8.7 本章小结 130
参考文献 130
第9章 复合碳源制备高压实密度磷酸锰铁锂材料 132
9.1 引言 132
9.2 样品制备 132
9.3 样品XRD分析 133
9.4 样品Raman分析 134
9.5 样品SEM 和TEM 分析 134
9.6 样品物理性能分析 137
9.7 样品电化学性能分析 139
9.8 本章小结 143
参考文献 143
第10章 钒离子掺杂量对磷酸锰铁锂材料性能的影响 145
10.1 引言 145
10.2 样品制备 145
10.3 样品XRD分析 146
10.4 样品表面元素分析 148
10.5 样品形貌分析 149
10.6 样品电化学性能分析 151
10.7 本章小结 154
参考文献 155
第11章 镍离子掺杂量对磷酸锰铁锂材料性能的影响 157
11.1 引言 157
11.2 样品制备 157
11.3 样品XRD分析 158
11.4 样品表面元素分析 159
11.5 样品形貌分析 160
11.6 样品物理性能分析 163
11.7 材料电化学性能分析 164
11.8 本章小结 166
参考文献 167
第12章 复合碳源包覆结合镍离子掺杂改性磷酸锰铁锂材料的研究 169
12.1 引言 169
12.2 样品制备 169
12.3 样品XRD分析 170
12.4 样品FT-IR分析 171
12.5 样品形貌分析 172
12.6 样品物理性能分析 173
12.7 样品电化学性能分析 175
12.8 样品制浆性能分析 177
12.9 高压实密度极片的制备及形貌分析 179
12.10 圆柱钢壳电池电化学性能分析 181
12.11 本章小结 183
参考文献 184
第13章 不同磷源与锂源对磷酸锰铁锂材料性能的影响 185
13.1 引言 185
13.2 样品制备 185
13.3 样品结构与形貌分析 186
13.4 样品电化学性能分析 189
13.5 本章小结 192
参考文献 192
第14章 镁离子掺杂对磷酸锰铁锂材料性能的影响 194
14.1 引言 194
14.2 样品制备 195
14.3 样品结构与形貌分析 195
14.4 样品电化学性能分析 198
14.5 本章小结 201
参考文献 201
第15章 钛离子掺杂对磷酸锰铁锂材料性能的影响 203
15.1 引言 203
15.2 样品制备 203
15.3 样品XRD分析 204
15.4 样品形貌分析 205
15.5 样品电化学性能分析 206
15.6 本章小结 210
参考文献 211
第16章 磷酸锰铁锂材料的表征技术 212
16.1 磷酸锰铁锂材料物理性能测试方法 212
16.1.1 磷酸锰铁锂材料外观检验方法 212
16.1.2 磷酸锰铁锂材料粒径分布与检测方法 213
16.1.3 磷酸锰铁锂材料比表面积检测方法 213
16.1.4 磷酸锰铁锂材料振实密度检测方法 214
16.1.5 磷酸锰铁锂材料压实密度检测方法 215
16.1.6 磷酸锰铁锂材料粉体电导率检测方法 217
16.2 磷酸锰铁锂材料化学性能测试方法 217
16.2.1 磷酸锰铁锂材料Mn/Fe原子比检测方法 217
16.2.2 磷酸锰铁锂材料水分含量(H2O)检测方法 218
16.2.3 磷酸锰铁锂材料碳含量检测方法 218
16.2.4 磷酸锰铁锂材料铁含量检测方法 219
16.2.5 磷酸锰铁锂材料锰含量检测方法 220
16.2.6 磷酸锰铁锂材料磷含量检测方法 221
16.2.7 磷酸锰铁锂材料锂、钠、镍、铬、锌、铜含量检测方法 222
16.2.8 磷酸锰铁锂材料磁性物质含量检测方法 223
16.2.9 磷酸锰铁锂材料pH值检测方法 224
16.3 磷酸锰铁锂材料电化学指标测试方法 225
16.4 本章小结 225
参考文献 226
第17章 磷酸锰铁锂材料制备的电池性能 227
17.1 磷酸锰铁锂电池体系设计参数 227
17.2 纯磷酸锰铁锂电池 229
17.3 磷酸锰铁锂-三元电池 231
17.4 磷酸锰铁锂-钴酸锂电池 234
17.5 三元-磷酸锰铁锂-锰酸锂电池 235
17.6 本章小结 236
参考文献 236