Page 198 - 《精细化工）》2023年第10期

·2276· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

包覆层的石墨化程度和缺陷程度 [28] 。经计算，两种 S2-LFS/C 的极化程度最低，材料的电阻率最低。可
+
样品的 I D /I G 均为 0.84，表明 S 掺杂不影响碳包覆层 能的原因是，较小的颗粒粒径能缩短 Li 在材料中的
的石墨化程度和缺陷程度。图 6b 为 LFS/C、S2-LFS/C 扩散距离，有利于降低电池的极化电阻。
–1
的红外谱图。以 S2-LFS/C 为例，447 cm 处吸收峰 图 8 为样品的倍率性能和循环性能曲线。由图
–1
归属于 Li—O 键的伸缩振动。620 cm 处吸收峰归属 8a 可知，与 LFS/C、S1-LFS/C、S3-LFS/C 相比，
–1
于 Fe—O 键的伸缩振动。917 cm 处强吸收峰归属于 S2-LFS/C 在不同充放电倍率下的放电比容量都最
Si—O 键的伸缩振动 [15] 。相比于 LFS/C，S2-LFS/C 高。在 0.1、0.5、1、2、5 和 10 C 倍率下，S2-LFS/C
首次放电比容量分别为 181.9、150.4、137.4、125.9、
中 Si—O、Fe—O、Li—O 吸收峰均朝短波数移动，
这可能与纳米颗粒的粒径减小有关 [29] 。 104.0 和 80.0 mAh/g，同时，在 10 C 下循环 5 次后
其放电比容量为 85.0 mAh/g，远高于 LFS/C（10 C，
2.2 电化学性能分析
34.3 mAh/g）的放电比容量，表现出较好的倍率性
图 7 为 4 种样品在 0.1 C 倍率下第 1 次和第 2
能。从 10 C 恢复到 0.1 C 时，S2-LFS/C 仍然具有
次恒电流充放电曲线。从图 7a 看出，S2-LFS/C 第 1
178.6 mAh/g 的可逆放电比容量，可见 S2-LFS/C 经
次放电比容量为 180.1 mAh/g，S1-LFS/C 和 S3-LFS/C
历一个完整的倍率性能测试后，结构依然稳定，可
第 1 次放电比容量分别为 172.5 和 176.0 mAh/g，
逆性较好。图 8b 为样品在 1 C 倍率下循环 100 次的
LFS/C 第 1 次放电比容量为 140.0 mAh/g。 电化学性能曲线。在整个循环过程中，S2-LFS/C 一

直稳定在最高的放电比容量。循环结束后，S2-LFS/C
的容量保持率仍然最大，为 91.3%（容量保持率/%=
循环结束后的放电比容量/初始放电比容量×100），
高于 LFS/C 的容量保持率（90.6%），说明 S2-LFS/C
拥有更好的循环稳定性。S2-LFS/C 出色的电化学性
能是由于 S 掺杂进入到硅酸亚铁锂晶格中后，可以
+
使晶格变大，有利于 Li 的嵌入和脱出，有效地提高
+
了 Li 的扩散速率，使材料具有良好的循环性能和倍
率性能。

图 7 样品第 1 次（a）和第 2 次（b）恒电流充放电曲线
Fig. 7 The first (a) and second (b) charge and discharge
voltage curves of samples

从图 7b 看出，S2-LFS/C 第 2 次放电比容量为
177.0 mAh/g，S1-LFS/C 和 S3-LFS/C 第 2 次放电比
容量分别为 167.2 和 161.3 mAh/g；LFS/C 第 2 次放
电比容量为 136.9 mAh/g。与 LFS/C、S1-LFS/C、
S3-LFS/C 相比，S2-LFS/C 具有较高的放电比容量。

此外，从图 7 中也可以看出，S2-LFS/C 具有较低的
图 8 样品的倍率性能（a）和循环性能（b）
充电电压平台和较高的放电电压平台，意味着充放 Fig. 8 Rate performance (a) and cycle performance (b) of
[5]
电电压平台间电压差最小，电池极化最小 。说明 samples