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利用水熱法製備磷酸鋰鐵/碳複合材料並探討溫度對其性能的影響研究 = Ef...

國立高雄大學電機工程學系碩士班

利用水熱法製備磷酸鋰鐵/碳複合材料並探討溫度對其性能的影響研究 = Effect of Synthesis Temperature on the Properties of LiFePO4/C Composites Prepared by thehydrothermal Method

紀錄類型:	書目-語言資料,印刷品 : 單行本
並列題名:	Effect of Synthesis Temperature on the Properties of LiFePO4/C Composites Prepared by thehydrothermal Method
作者:	陳業全,
其他團體作者:	國立高雄大學
出版地:	[高雄市]
出版者:	撰者;
出版年:	2013[民102]
面頁冊數:	66面圖，表格 : 30公分;
標題:	陰極材料
標題:	hydrothermal synthesis method
電子資源:	http://handle.ncl.edu.tw/11296/ndltd/71526560277429463842
附註:	參考書目：面55-58
附註:	102年10月31日公開
其他題名:	利用水熱法製備磷酸鋰鐵碳複合材料並探討溫度對其性能的影響研究
摘要註:	鋰離子二次電池材料性能不斷的改良，目前已逐漸應用於 3C 電子產品上以及電動汽車上 ( EVS ) ，磷酸鋰鐵 (LiFePO4) 陰極材料，具有製備成本低、結構熱穩定性佳、安全性佳、無毒性、高能量密度、高輸出功率等優點，為目前最有發展潛力的陰極材料，但是其缺點為電子導電性 ( ~ 10-9 S/cm )很低以及鋰離子擴散的限制 (1.8 × 10-14 cm2/s) ，目前還無法實際應用於高輸出功率電池上。為改善鋰鐵電池材料之電化學性能，本研究以水熱合成法方式製備 LiFePO4/C 複合材料，藉由改變不同的烘烤反應溫度條件，控制生成的粒子尺寸，達到小而均勻的粒度分佈，使用包括X-ray 繞射分析 (XRD)、穿透式電子顯微鏡 (TEM)、掃描式電子顯微鏡 (SEM)、動態光散射粒徑分析 (DLS)、循環伏安法 (CV) 及充放電測試進行煅燒後所製成的磷酸鋰鐵 (LiFePO4) 陰極材料粉末之物理、化學及電化學性能檢測。研究結果顯示以 180 ℃水熱法反應溫度熱處理,接著以700 ℃氬氣氣氛下高溫煅燒條件所製備的磷酸鋰鐵/碳複合材料，具有尺寸適中及粒子分佈均勻的特性，於 0.1 C 放電速率下電容量可達 144.6 mAh/g，相當於理論電容量的 85 %；於 0.1 C 放電速率下經 30 圈循環壽命測試，具有良好的循環穩定性結果。 Lithium ion secondary battery has been intensively developed and applied in 3C electronic products in the automotive market. Lithium iron phosphate (LiFePO4) cathode materials inhibited advantages of low cost, good thermal stability, safety, non-toxic pollution, high energy density, high output power, etc., to be the most promising cathode material. But there are drawbacks of low electron conductivity (~ 10-9 S / cm) and lithium ion diffusion limit (1.8 × 10-14 cm2 / s), that limit lithium ion battery for high power through put application. In this study, we used a hydrothermal synthesis process to fabricate the LiFePO4 / C composite material. By controlling the temperature in baking reaction, it is able to improve the electrochemical properties of lithium iron phosphate (LiFePO4) cathode materials and achieve uniform distribution of fine particle size. In addition, X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM), dynamic light scattering particle size analyzer (DLS), cyclic voltammetry (CV) and charge-discharge cycling tests were used to characterize physical , chemical and electrochemical properties of the fabricated LiFePO4 cathode materials. The results show that a moderate size and uniform particle distribution of the LiFePO4 cathode materials can be accomplished by the hydrothermal synthesis process at 180 ℃ followed by annealing at 700 ℃ under argon atmosphere. Sample of lithium ion cell using a sintering LiFePO4/ carbon composite material showed capacity up to 144.6 mAh/g at 0.1 C of discharge rate that was equivalent to 85% of theoretical capacity at 0.1 C discharge rate, and with good cycle stability after 30 ring cycle life test.

利用水熱法製備磷酸鋰鐵/碳複合材料並探討溫度對其性能的影響研究 = Effect of Synthesis Temperature on the Properties of LiFePO4/C Composites Prepared by thehydrothermal Method
陳, 業全

利用水熱法製備磷酸鋰鐵/碳複合材料並探討溫度對其性能的影響研究 = Effect of Synthesis Temperature on the Properties of LiFePO4/C Composites Prepared by thehydrothermal Method / 陳業全撰 - [高雄市] : 撰者, 2013[民102]. - 66面 ; 圖，表格 ; 30公分.
參考書目：面55-58102年10月31日公開.
陰極材料hydrothermal synthesis method

利用水熱法製備磷酸鋰鐵/碳複合材料並探討溫度對其性能的影響研究 = Effect of Synthesis Temperature on the Properties of LiFePO4/C Composites Prepared by thehydrothermal Method
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300 $a 102年10月31日公開
314 $a 指導教授：施明昌博士，陳振興博士
328 $a 碩士論文--國立高雄大學電機工程學系碩士班
330 $a 鋰離子二次電池材料性能不斷的改良，目前已逐漸應用於 3C 電子產品上以及電動汽車上 ( EVS ) ，磷酸鋰鐵 (LiFePO4) 陰極材料，具有製備成本低、結構熱穩定性佳、安全性佳、無毒性、高能量密度、高輸出功率等優點，為目前最有發展潛力的陰極材料，但是其缺點為電子導電性 ( ~ 10-9 S/cm )很低以及鋰離子擴散的限制 (1.8 × 10-14 cm2/s) ，目前還無法實際應用於高輸出功率電池上。為改善鋰鐵電池材料之電化學性能，本研究以水熱合成法方式製備 LiFePO4/C 複合材料，藉由改變不同的烘烤反應溫度條件，控制生成的粒子尺寸，達到小而均勻的粒度分佈，使用包括X-ray 繞射分析 (XRD)、穿透式電子顯微鏡 (TEM)、掃描式電子顯微鏡 (SEM)、動態光散射粒徑分析 (DLS)、循環伏安法 (CV) 及充放電測試進行煅燒後所製成的磷酸鋰鐵 (LiFePO4) 陰極材料粉末之物理、化學及電化學性能檢測。研究結果顯示以 180 ℃水熱法反應溫度熱處理,接著以700 ℃氬氣氣氛下高溫煅燒條件所製備的磷酸鋰鐵/碳複合材料，具有尺寸適中及粒子分佈均勻的特性，於 0.1 C 放電速率下電容量可達 144.6 mAh/g，相當於理論電容量的 85 %；於 0.1 C 放電速率下經 30 圈循環壽命測試，具有良好的循環穩定性結果。 Lithium ion secondary battery has been intensively developed and applied in 3C electronic products in the automotive market. Lithium iron phosphate (LiFePO4) cathode materials inhibited advantages of low cost, good thermal stability, safety, non-toxic pollution, high energy density, high output power, etc., to be the most promising cathode material. But there are drawbacks of low electron conductivity (~ 10-9 S / cm) and lithium ion diffusion limit (1.8 × 10-14 cm2 / s), that limit lithium ion battery for high power through put application. In this study, we used a hydrothermal synthesis process to fabricate the LiFePO4 / C composite material. By controlling the temperature in baking reaction, it is able to improve the electrochemical properties of lithium iron phosphate (LiFePO4) cathode materials and achieve uniform distribution of fine particle size. In addition, X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM), dynamic light scattering particle size analyzer (DLS), cyclic voltammetry (CV) and charge-discharge cycling tests were used to characterize physical , chemical and electrochemical properties of the fabricated LiFePO4 cathode materials. The results show that a moderate size and uniform particle distribution of the LiFePO4 cathode materials can be accomplished by the hydrothermal synthesis process at 180 ℃ followed by annealing at 700 ℃ under argon atmosphere. Sample of lithium ion cell using a sintering LiFePO4/ carbon composite material showed capacity up to 144.6 mAh/g at 0.1 C of discharge rate that was equivalent to 85% of theoretical capacity at 0.1 C discharge rate, and with good cycle stability after 30 ring cycle life test.
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