以 FeSO4?7H2O、H3PO4、H2O2 和尿素为原料，采用均匀沉淀法制备 LiFePO4 的前驱体 FePO4?xH2O，研究表面活性剂 PEG 对前驱体 FePO4?xH2O 形貌的影响。并将获得的 FePO4?xH2O 与 Li2CO3 及葡萄糖混合后合成LiFePO4/C。利用 XRD、SEM、循环伏安测试、电化学性能测试、交流阻抗测试等手段对 LiFePO4/C 进行表征。结果表明：当不添加表面活性剂PEG 时，FePO4?xH2O 颗粒呈球形，但团聚现象严重；添加PEG 后，颗粒较分散，
### 均匀沉淀法制备LiFePO4/C及其电化学性能
#### 一、引言
随着电动汽车和便携式电子设备市场的迅速发展，锂离子电池作为一种高性能储能装置受到了广泛的关注。LiFePO4（磷酸铁锂）作为锂离子电池正极材料之一，具有成本低廉、环保、安全性高等优点，但同时也存在导电性差和振实密度低的问题。为了解决这些问题，研究人员采用了多种方法来提高LiFePO4的性能。本文介绍了一种通过均匀沉淀法制备LiFePO4/C的方法，并对其电化学性能进行了深入的研究。
#### 二、实验方法
- **原料选择**：FeSO4·7H2O、H3PO4、H2O2和尿素被用作制备LiFePO4前驱体FePO4·xH2O的主要原料。此外，还使用了表面活性剂PEG来控制前驱体的形貌，以及Li2CO3和葡萄糖用于后续的LiFePO4/C复合物的合成。
- **均匀沉淀法**：通过控制反应条件，如温度、pH值等，实现了FePO4·xH2O的均匀沉淀。研究了不同条件下所得前驱体的形态变化，特别是添加了表面活性剂PEG之后的效果。
- **复合物合成**：将制备得到的FePO4·xH2O与Li2CO3和葡萄糖混合后，通过煅烧等步骤合成了LiFePO4/C复合材料。
#### 三、实验结果分析
1. **形貌分析**：不添加PEG时，FePO4·xH2O呈现出球形结构，但由于团聚现象较为严重，这不利于后续材料性能的提升。添加PEG后，不仅改善了颗粒的分散性，而且使得颗粒形貌变为多面体，这对于提高材料的振实密度是有利的。
2. **电化学性能**：通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、循环伏安测试(CV)等多种手段对LiFePO4/C复合物进行了表征。结果显示，当使用添加了PEG的前驱体制备的LiFePO4/C，在0.1C时首次放电比容量达到了151.0mAh/g，表现出良好的倍率性能。同时，该材料的振实密度可达1.44g/cm³，这是通过优化颗粒形态和提高材料整体的紧密度实现的。
3. **其他特性**：除了上述性能指标外，还通过电化学阻抗谱(EIS)等手段进一步评估了材料的电化学稳定性和离子扩散能力。这些测试结果表明，经过表面活性剂处理的LiFePO4/C在提高导电性和振实密度方面取得了显著的进步。
#### 四、结论
通过均匀沉淀法并结合表面活性剂PEG的使用，成功地制备了具有良好电化学性能的LiFePO4/C复合材料。这一方法不仅提高了材料的振实密度，而且还改善了其导电性，从而有效地解决了LiFePO4材料存在的两大问题。未来的工作可以进一步探索更多种类的表面活性剂和不同的制备条件，以期进一步优化LiFePO4/C的综合性能，为其在锂离子电池领域的广泛应用打下坚实的基础。
