。以氦气为载气，氮气为吸附气体，二者按定的比例，该比例符合公式要求的压力比通入样品管，当装有样品的样品管浸入液氮时，混合气中的氮气被样品所吸附。当样品管被解冻时，吸附的氮气有被解析出来，混合气的比例趋于变化，其比例改变导致热导系数的变化，使得热导池与匹配电阻所组成的惠斯通电桥中的端电位失去平衡，通过计算机采集和记录，得到个近似于正态分布的记录峰，称为解析峰。对解析峰曲线进行积分得其峰面积，已知待测样的质量和标准样的比表面积通过计算将得到待测样的比表面积。材料定性分析射线衍射分析射线衍射法是测定材料结构的基本方法，常用于晶体结构分析物相的定性及定量分析结晶度分析晶粒大小及点阵畸变分析晶粒大小分布分析颗粒度分析小角散射残余应力分析结构择优取向分析等方面。当束单色射线照射到试样上时，晶体中各原子会将射线吸收并散射。射线的衍射峰位置衍射方向是由晶体的单胞参数决定的，其衍射强度则由晶胞中原子种类和位置所决定。对每族晶面而言，总有些小晶体的晶面族与入射线的方位角正好满足布拉格条件而能产生反射，由于试样中小晶粒的数目很多，满足布拉格条件的晶面族也很多，他们与入射线的方位角都是，从而可以想象成为是其中的个晶面以入射线为轴心旋转而得到的，于是他们的反射线将分布在个以入射线为轴，以衍射角为半顶角的圆锥面上。当样品的粒径尺寸小于时，晶粒参与同个布拉格方向发射的晶面数目变得很少个，于是当入射角与布拉格角有微小偏差时，由各原子面所发射的射线合成后，还存在定的衍射强度，从而引起衍射峰的宽化，在晶粒变得非常小的情况下，衍射峰将变成非常宽的弥散峰。与红外光谱拉曼光谱中谱峰即可能对应化学基团的情况不同，射线衍射的组峰才对应物相，反之，物相的存在定要有组衍射峰与之相对应。射线衍射分析不是单元素的分析，它可区分同化学组成的不同物相，能够鉴别混合物还是固溶体等。利用射线衍射进行物相分析般是将被测定样品的衍射图和已知物质的标准衍射图如卡片对比，如样品衍射图中含有物相标准图，即可断定样品中含有该物相。红外分析红外缩写为光谱在材料领域的研究中占有十分重要的地位，它是研究材料的化学和物理结构及其表征的基本手段。对振动基团的偶极矩的变化敏感。因此可以说，红外光谱为极性基团的鉴定提供最有效的信息。红外辐射光的波数可分为近红外区中红外区和远红外区。其中最常用的是中红外区，大多数化合物的化学键振动能级的跃迁发生在这区域，在此区域出现的光谱为分子振动光谱，即红外光谱。傅里叶变换红外光谱仪的核心部分是迈克尔逊干涉仪。把样品放在检测器前，由于样品对些频率的红外光产生吸收，使检测器接受到的干涉光强度发生变化，从而得到各种不同样品的干涉图。这种干涉图是光随动镜移动距离的变化曲线，借助傅里叶变换函数并由计算机完成转换，可得到光强随频率变化的频域图。化学工作者根据大量的光谱数据发现，具有相同化学键或官能团的系列化合物有近似共同的吸收频率基团吸收频率，因此可以通过基团吸收频率来判断化合物的结构组成。本实验采用压片法定性分析产物磷酸亚铁铵。材料表征材料的测试分析图磷酸亚铁铵的图图为产物磷酸亚铁铵的衍射谱图，由图可以看出，其衍射衍射峰尖锐，无杂质峰，对比标准卡，证实产物为•，属于正交晶系，与橄榄石具有结构相似性，由此推测，使用作为前躯体制备是可行的，通过制备球形将会很好的改善电池的电化学性能。图为不同工艺条件下合成的磷酸亚铁铵的图。改变反应体系的反应物浓度反应原料液的浓度干燥条件等得到系列。从图看出，不同工艺条件对产物的纯度影响并不大，但对的结晶度有不同程度的影响，图中，号产物为无定形相态，图几乎为直线，没有很明显的衍射峰。图不同工艺条件下合成的磷酸亚铁铵的图材料的红外测试分析图磷酸亚铁铵的图图是的图，的宽带是由于中的伸缩振动峰和结晶水中的伸缩振动峰在该区域重叠，形成宽峰带。是的变形振动。位于和的吸收峰分别对应于的反对称伸缩振动和对称伸缩振动。的吸收峰归属于的弯曲振动。结合图及图分析得到，产物的纯度较高，为含结晶水的。产物的形貌观察金相显微镜得到的产物分散于载玻片上，在显微镜下观察。由于产物颗粒粒径为微米级，选择最大倍数倍下观察产物的形貌。扫描电子显微镜扫描电镜是用聚焦电子束在试样表面逐点扫描成像，由电子枪能量为的电子，经聚焦后形成微细电子束，在扫描线圈驱动下，于试样表面按定时间空间顺序作栅网式扫描。聚焦电子束与固体物质相互作用过程中产生各种电子和物理信号，如俄歇电子背散射电子二次电子特征能量损失电子等等，其中二次电子在表面层内产生，在这么浅的深度内电子还没有经过多次散射，基本上还是按入射方向前进，在扫描电镜成像的各种信号中，二次电子像具有最高的分辨率，二次电子发射量随试样表面形貌而变化，其信号被探测器吸收转化成电讯号，得到反映试样表面形貌的二次电子像。结果与讨论引言为了达到制备具有球形形貌的的目的，采用控制结晶法研究法合成材料，对其结晶过程进行有效控制，并通过考察反应体系的反应物浓度反应原料液的浓度干燥条件对产物形貌的影响，得到合成球形的最佳工艺条件。研究方法采用单因素对比法考察反应体系的反应物浓度反应原料液的浓度干燥条件等对产品产率及振实密度的影响，并通过取样于金相显微镜下观察粒径及颗粒形貌在单因素考察后，选择适当的因素及水平，安排正交试验考察多因素如产品产率，分散剂柠檬酸的摩尔浓度为，混合原料液的流速为，反应体系的值为，振实密度为，产率为。从图可以看出，磷酸亚铁铵颗粒丙不是次颗粒而是有些块状微晶紧密聚集而成。图中样品的颗粒是由纺锤形或长方形层状微晶聚集而成，颗粒表面凹凸不平。有文献指出，片状的氢氧化镍放电容量更大，放电平台更高，平台电压维持更长，即总体的电化学活性更好。因此，以片状微晶构成的球形•为前驱体有望制备出振实密度高电化学性能较好的锂离子电池正极材料。但号样品表面太粗糙，制成锂离子电池正极材料的电化学性能还有待研究。结论球形颗粒在填装相同体积的容器时，不易发生团聚和粒子桥架现象，粒子间接触面小，产生的空隙少，因而，具有较高的振实密度和流动性，球形电极材料能够有效提高电池的能量密度，同时有利于均匀的表面改性以进步改善材料的电化学性能。为提高磷酸铁锂正极材料的振实密度，本文对采用控制结晶法制备磷酸铁锂的前躯体材料高振实密度的球形磷酸亚铁铵做了研究。通过单因素试验和正交试验考察各因素对材料的形貌及振实密度的影响。单因素试验结果表明，反应体系的值只有在定范围并且稳定时才能得到球形形貌，反应原料液浓度和流速会对体系的稳定性造成影响，浓度和流速太大则很容易形成大量微晶得到无定性相态的胶状沉淀，柠檬酸起到分散剂和降低生成沉淀过所应的临界浓度的作用。正交试验结果表明，反应体系的值对材料的形貌及振实密度影响最大，时材料的球形度较好，柠檬酸的浓度也能影响产物形貌。原料液的浓度和流速对材料的形貌及振实密度影响不大，在较低流速下小于反应体系的稳定性较好，并且流速增加得到的产物球形度高，最佳工艺条件为下原料中和的摩尔浓度比为，均为，分散剂柠檬酸的摩尔浓度为，混合原料液的加入速度为，反应体系的值为，得到的号产物球形度较好且振实密度高，为。通过实验，成功的合成类球形磷酸亚铁铵，材料的振实密度也达到预期的目标，但是仍存在几个未解决的问题产物的粒径的分布范围较窄，但是粒径较大，反应温度为时平均粒径在以上，在降低温度使晶核形成和长大的速度减慢后，产物平均粒径降到左右，但是与的目标仍有定差距从类球形的磷酸亚铁铵的照片可以看出，球表面不光滑，而是由块状微晶构成，而部分样品是由橄榄形层状微晶构成，二者振实密度差别较大，关于其合成磷酸铁锂后的电化学性能与形貌的关系仍有待研究探讨。致谢本论文是在导师桂博士的悉心指导下完成的。在本论文的写作过程中，桂老师不辞辛劳，多次与我就论文中许多核心问题作深入细致地探讨，给我提出切实可行的指导性建议，并细心全面地修改了我的论文。在实验期间桂老师蹭多次给予理论指导，端正我对继续科学研究的态度，使我较为系统地掌握了进行科学研究的基本方法，提高了实验操作技能和个人独立思考动手能力，为今后的学习和工作打下了良好的基础。在此，请允许我向尊敬的桂阳海老师表示真挚的谢意,在实验过程中，王老师秦老师和赵老师在实验仪器和材料表征方面给予我很大的帮助，在此表示感谢。最后向帮助过我的其他老师和同学表示感谢,特别是本课题组的同学也给予了我莫大的帮助和关心，才使得我得实验能够顺利的完成，在此向我深切的向他们表示以衷心感谢,向参与评审论文和答辩的专家表示诚挚的敬意,参考文献吴峰绿色二次电池材料的研究进展中国材料进展符文莉锂离子电池电池材料的研究进展电源技术沙鸥,赵敏寿,瞿静等锂离子电池新型正极材料的研究进展稀有金属材料与工程罗成果,刘海霞锂离子电池正极材料磷酸铁锂行业研究河南化工张霜华,窦青山磷酸铁锂正极材料制备方法的研究进展新疆有色金属,马玉茹锂离子电池正极材料的研究进展新材料产业张琨,邓小川,王连亮球形纳米和多孔磷酸亚铁锂的研究进展无机盐工业,,•,李冰,王殿龙蜂窝结构球形的制备及性能电池唐昌平,应皆荣,雷敏等控制结晶微波还原法制备高密度电化学赖桂堂,李大光,李军等制备工艺的优化及其性能功能材料于春洋锂离子电池正极材料高功率磷酸亚铁锂的研究北京工业大学,何向明,王莉,任建国等控制结晶工艺制备球形材料中国工程科学于峰,张静杰,杨岩峰等正极材料球形的制备方法综述电池,应皆荣,高剑,姜长印等控制结晶法制备球形锂离子电池正极材料的研究进展无机材料学报任铁强,孙悦