Page 195 - 《精细化工）》2023年第10期

第 10 期 张庆堂，等: 硫掺杂纳米 Li 2 FeSiO 4 /C 的制备及其电化学性能 ·2273·

2 结果与讨论 从图 2b 可以看出，相比于 LFS/C，S2-LFS/C

的部分衍射峰朝低角度偏移，这可能与材料中 P2 1
2.1 结构表征和形貌分析 空间群晶体 c 轴方向的间距增加有关 [26-27] 。此外，
图 2a 为 LFS/C 和 S2-LFS/C 的 XRD 谱图。可 在 XRD 谱图中并未发现明显的晶体碳峰，说明柠檬
以看出，LFS/C 和 S2-LFS/C 的衍射峰与硅酸亚铁锂 酸的碳化物以非晶态形式存在。

PDF#97-025-0895 标准卡片基本吻合，均属于 P2 1 为进一步分析硫掺杂后材料晶胞参数的变化，
单斜晶系空间群 [15] ，表明 S 掺杂不改变硅酸亚铁锂 采用 TOPAS Academic 精修软件 对 LFS/C 和
的晶体结构。 S2-LFS/C 的 XRD 衍射数据进行了模拟，图 2c、d

分别为 LFS/C（R wp =9.35%，R p =7.42%）和 S2-LFS/C
（R wp =9.71%，R p =7.69%）的 Rietveld 精修结果，其
中 R wp 为加权图形剩余方差因子，R p 为图形剩余方
差因子。LFS/C 和 S2-LFS/C 的 R wp 和 R p 均在 10%
以下，说明精修后的结果和标准数据信息有较高的
吻合度，实验误差较小 [27] 。精修后样品的晶胞参数
列于表 1。与 LFS/C 相比，S2-LFS/C 晶胞体积（V）
略有增大，这是因为 S 的半径大于 O，当 Li 2 FeSiO 4 /C
中的 O 被 S 取代时，部分晶胞参数会增大，c 值由
0.501542 nm 增加到 0.502421 nm，同时，晶体层间
距（d）由 0.537850 nm 增加到 0.540070 nm。较大
+
的晶胞体积和层间距有利于 Li 在 Li 2 FeSiO 4 晶格中
扩散，有可能提升其倍率性能 [27] 。表 2 为精修后两
种样品的原子空间占位信息，可以看出 S1 和 O1 在
同一位置的原子占有率之和为 100%，说明了 S 能占
据 O 的部分位点。因此，在前驱体中掺杂 S，成功
地将 S 引入到了 O 的位点。

表 1 LFS/C 和 S2-LFS/C 的晶胞参数
Table 1 Cell parameters of LFS/C and S2-LFS/C
样品 a/nm b/nm c/nm d/nm V/nm 3
LFS/C 0.624686 0.539492 0.501542 0.537850 0.169026
S2-LFS/C 0.627156 0.539023 0.502421 0.540070 0.169844

表 2 LFS/C 和 S2-LFS/C 的原子占位信息
Table 2 Atomic occupation information of LFS/C and
S2-LFS/C
样品 原子 位置 x(a)/nm y(b)/nm z(c)/nm 占有率/%
Li1 4 0.237000 0.325000 0.842000 100
Fe1 2 0.500000 0.842303 0.946220 100
Si1 2 0 0.841000 0 100
LFS/C
O1 4 0.217000 0.687000 0.884000 100
O2 2 0 0.137000 0.850000 100
O3 2 0.500000 0.167000 0.860000 100
Li1 4 0.244076 0.366252 0.869324 100
Fe1 2 0.500000 0.842752 0.912743 100
Si1 2 0 0.824659 –0.044365 100

S2-LFS/C O1 4 0.217000 0.687000 0.884000 94
图 2 LFS/C 和 S2-LFS/C 的 XRD 谱图（a、b）和 XRD O2 2 0 0.137000 0.850000 100
Rietveld 精修谱图（c、d） O3 2 0.500000 0.167000 0.860000 100
Fig. 2 XRD patterns (a, b) and XRD Rietveld refined
patterns (c, d) of LFS/C and S2-LFS/C S1 4 0.217000 0.687000 0.884000 6