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稀土Ce掺杂LiFePO_4正极材料的制备与电化学性能研究
摘    要:采用水热法制备了掺杂稀土Ce的LiFe_(1-x)Ce_xPO_4/C(x=0,0.01,0.03,0.05)正极材料,并通过一系列系统的测试对所制备材料进行电化学性能研究。XRD图谱表明,掺杂稀土1%~5%Ce(摩尔分数)未改变LiFePO_4的橄榄石型晶体结构,但扩大了晶胞体积,有利于Li~+的脱嵌。SEM分析结果进一步表明,稀土Ce的掺杂具有细化晶粒的作用,可有效缩短Li~+的扩散和迁移途径。在2.0~4.0V电位范围内,随着稀土Ce掺杂量的增加,0.1C倍率下的LiFe_(1-x)Ce_xPO_4/C初始放电比容量先升高后下降,在x=0.03时达到最高,放电比容量为144.1mA·h/g,比未掺杂Ce的提高17.4%,且其循环50次后容量保持率为95.0%。EIS和CV测试结果表明,LiFe_(1-x)Ce_xPO_4/C(x=0.03)具有最低的电荷迁移电阻,且样品在0.1C倍率下循环50次后氧化还原峰明显,说明样品结构稳定,可逆反应特性良好。

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