碳化钨壳层包覆磷酸铁锂正极材料

进入21世纪，能源与环境污染已成为一个世界性的难题。新能源的开发和应用迫在眉睫。锂离子电池具有工作电压高,比能量大等优势,已应用于笔记本电脑、移动电话和数码相机等便携式电子产品上。近年来，纯电动及混合电动汽车的高速发展又为锂离子动力电池提 供了巨大的市场前景和高速发展的机遇,但也对其性能的提升和成本的降低提出了新挑战。

正极材料一直是制约锂离子电池性能提高和成本降低的瓶颈。磷酸铁锂价格低廉、能量 密度高、寿命长、安全性好,是现代商业化锂离子电池首选的正极材料。但磷酸铁锂的电子电导率低，严重阻碍了其在动力及储能电池领域的应用。

表面包覆是提高磷酸铁锂材料导电率的有效途径之一，有学者提出一种具有优异的导电性能，可以改善磷酸铁锂的倍率特性的碳化钨壳层包覆磷酸铁锂正极材料。其制备过程中:

分别称取硫酸亚铁0.1mol、氯化锂0.11mol和磷酸二氢铵0.1mol，分别溶于200ml去离子水中，再混合一起倒入水热反应罐，添加氨水，控制pH为9.0，密封后置于加热器中，200℃水热反应24h。冷却后用去离子水反复离心清洗沉淀物，分离出的粉体100℃真空干燥10h，即获得磷酸铁锂。

将该LiFePO₄样品置于等离子体增强化学气相沉积设备的反应室中，抽真空至1.0×10^-1Pa，并加热至300℃。充入WF₆+CH₄(WF₆:CH₄＝1:1 体积比)混合气体，反应室的总气压维持在50Pa。射频等离子体的电源输出功率为600W，反应时间控制在25min。获得碳化钨壳层包覆的磷酸铁锂正极材料，包覆层厚1.0nm。1C 首次放电容量为155mAh·g^-1，5C/1C的放电保持率为98％。

制备的碳化钨壳层包覆的磷酸铁锂正极材料，其具有优良的倍率性能。与金属锂组成扣式模拟电池测试，在2.5-4.35V范围内，1C首次放电容量为≥155mAh·g^-1， 5C/1C的放电保持率在96％以上。

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