本文主要的研究工作首先是纳米磷酸铁锂(LFP)阴极电池材料的爆炸合成,其次是对爆轰粉体纳米LFP的表征分析、热稳定性分析以及材料的电化学性能的初步研究,同时对爆炸合成的专用火乍药进行了实验测试和爆轰参数的理论计算。LFP由于其独特的橄榄石空间结构,以及稳定且凸显优势的电化学性能,使得其在动力电池领域得到了广泛的推广与使用。本文通过使用一种新型的LFP制备方法,并检测材料的粒度与表观形貌,以此来达到改善材料的物理及电化学性能的理想效果。为了合成绿色环保的LFP电池材料,在实验研究中采用了爆炸合成的方法来制取纳米以及一定球形形貌的LFP粉体材料；在爆轰合成实验中,比较了不同爆轰参数、前驱体类型等关键实验参数与材料的物相纯度、表观形貌以及材料性能之间的关系。通过材料综合分析以及性能检测,得到了一定的研究结果,XRD的检测结果表明通过合理的火乍药配置可以利用爆炸法获得LFP粉体；TEM透射表征分析表明所制备的材料粒度达到了纳米级别；热分析的实验结果表明所合成的LFP的热稳定性比较高,发现它的质量和热流量在很高的温度范围内基本都没有发生改变；最后通过对爆轰化学反应区的理解,绘制了爆炸产物生成过程示意图,即爆炸产物是在爆轰反应区内键合与结晶,在爆炸膨胀区长大的,同时根据理论计算也得到了证实,即通过计算纳米LFP颗粒的生长时间证明了爆炸产物是在爆轰反应区内形成的,计算结果表明得到15nm的LFP球形颗粒的生成时间值为2.07*10-7s,完全吻合在爆轰反应区时间长度(约10-6s)内。讨论了爆轰合成方法的可操控性,通过对同一种混合火乍药配方的几个实验样品的XRD衍射分析发现,检测到的样品物相之间基本吻合,即爆轰参数和前驱体添加物确定后,爆炸产物也就随着确定,论证了爆炸产物的可控性还是相当稳定的,这为爆轰合成的工业化提供了坚实的实验基础数据。
