柠檬酸溶胶凝胶法制备锂离子电池高效LiFeBO3/C正极材料与性能研究

本文主要探讨了基于柠檬酸的溶胶凝胶法制备不同尺度的锂离子电池正极材料LiFeBO3/C，并对其性能进行了详细表征。这项研究由周森森和吴状春两位学者合作完成，他们利用柠檬酸作为关键的螯合剂和碳源，旨在优化材料的性能特性。 LiFeBO3/C作为一种新型的锂离子电池正极材料，具有诸多优势，包括长循环寿命、高能量密度、成本效益高、理论容量大以及环保属性。通过柠檬酸溶胶凝胶法，研究人员在600℃的高温条件下制备出了尺寸范围从100纳米至1微米的高性能材料。柠檬酸的比例对材料的电导性有着显著影响，其中柠檬酸与其它原料物质的量比例为1时，形成的材料具有最佳的热解碳层，这层碳层厚度大约为4纳米，有助于提高电子传输效率。 实验结果显示，当柠檬酸的比例分别调整为0.5、2/3、1、1.25、1.5和2时，材料在0.05C倍率下的放电比容量表现出明显的变化，从71.7mAhg-1增加到181.7mAhg-1，然后下降到72.3mAhg-1。这一发现表明，通过调控柠檬酸的含量，可以有效调节LiFeBO3/C材料的电化学性能，这对于电池的实际应用具有重要意义。 文章还提到了场发射扫描电镜和透射电镜的使用，这两种技术对于观察材料的微观结构和碳包覆层至关重要。关键词“锂离子电池”、“LiFeBO3/C”、“溶胶凝胶法”和“电子电导”突出了研究的核心技术路线，而“碳包覆”则强调了碳元素在提升材料性能中的作用。 这篇首发论文通过实验证明了柠檬酸溶胶凝胶法在制备锂离子电池正极材料上的应用潜力，对于优化锂离子电池的性能，特别是在控制材料尺度和电导性方面提供了新的策略。这项研究对于推动新型电池材料的研发和电池技术的进步具有重要的学术价值和实际意义。