添加高導電性的材料 添加高導電性的材料
4.2 掃描式電子顯微鏡分析 掃描式電子顯微鏡分析 掃描式電子顯微鏡分析 掃描式電子顯微鏡分析 (SEM)
接著我們藉由 SEM 觀測來觀察所合成材料之表面形態,下圖 4-2 ~ 4-8 為其觀測結果,初步來看,使用 F127 所合成之 LiFePO4 / C 複合材料主要為球狀顆粒 (圖 4-2 ~ 4-6),而使用 X100 所合成之 LiFePO4 / C 複合材料則為片狀孔洞結構。
根據實驗變因進一步探討,在燒結溫度方面,如圖 4-2 所示,
其樣品在低溫 350 ̊C 時,尚為顆粒分明的狀態,尺寸約在 1μm 上 下,然而隨著燒結溫度的提高,LiFePO4 顆粒間開始產生團聚現象,
導致顆粒尺寸逐漸增大,到了 700 ̊C 時,顆粒尺寸已上升到 1 ~ 2 μm 以上,且部分顆粒間產生較明顯的聚合現象,此情形到了 800 ̊C 後更為明顯,由圖中可看出材料間的團聚情形越趨嚴重,球型顆粒已 不復存在,多半呈現為塊狀形式,且塊材間的分界也較不明顯。
而在檸檬酸添加量部分,由低溫部分來看 (圖 4-3),隨著碳源添 加量的增加,其材料尺寸有著小幅的縮減,而表面的碳層披覆也較明 顯,代表碳層有效的阻隔 LiFePO4 顆粒間的團聚作用95。到了高溫的 部份 (圖 4-4),可看出添加量為 0.1 g 的樣品由於碳層的強度不足以 支撐 LiFePO4 成長聚集的力量,所以團聚現象較為嚴重,形成了不規 則之圓團狀,而在添加量 0.5 g 以上的樣品還是能維持球狀顆粒形態,
團聚現象較為不明顯。
Figure 4-2 The SEM images of LiFePO4 / C synthesized with differences temperature,(a,b)F(1)-C(0.5)-350; (c,d)F(1)-C(0.5)-600;
(e,f)F(1)-C(0.5)-700; (g,h)F(1)-C(0.5)-800.
Figure 4-3 The SEM images of LiFePO4 / C synthesized with differences citric acid contents at 350 ̊C, (a,b)F(1)-C(0.1)-350; (c,d)F(1)-C(0.5)-350;
(e,f)F(1)-C(1)-350.
Figure 4-4 The SEM images of LiFePO4 / C synthesized with differences citric acid contents at 700 ̊C, (a,b)F(1)-C(0.1)-700; (c,d)F(1)-C(0.5)-700;
(e,f)F(1)-C(1)-700.
接續在 F127 添加量上,首先由低溫部分來看 (圖 4-5),當添加 量提高,材料顆粒尺寸比起添加檸檬酸來說,有著較大幅的縮減,到 了 F127 添加量為 1.5 g 時,材料顆粒尺寸已可縮小到 1 μm 以下。
而在高溫方面 (圖 4-6),F127 添加量較少的團聚現象同樣也較為明 顯,而添加量較多時,材料型態還能維持較分明的球狀顆粒,顆粒尺 寸上升的情形也較不明顯,大部分仍可保持在 1 μm 左右。
至於 F127 添加量越多,XRD 訊號峰越強的部份,推測是由於 添加量較多時,材料尺寸較小,且較無團聚現象產生,所以量測到之 訊號峰較無被碳層所掩蓋,才有此現象產生。
最後在不同介面活性劑方面,共比較了兩種不同之 X100 添加 量,在低溫部分 (圖 4-7),其片狀孔洞性是以 X100 添加量較少的 樣品較為明顯,然後再經過高溫燒結後 (圖 4-8),可以看出當添加量 較少時,其孔洞性縮小的幅度較大,而添加量較多的樣品,其孔洞性 卻有著上升的趨勢,而在 XRD 訊號峰的比較上,由圖中可看出,
X100 系列樣品比起 F127 系列樣品,碳層披覆以及團聚現象普遍較 為明顯,故推測此為導致 XRD 訊號強度較低的因素。
Figure 4-5 The SEM images of LiFePO4 / C synthesized with differences F127 contents at 350 ̊C, (a,b)F(0.5)-C(0.5)-350; (c,d)F(1)-C(0.5)-350;
(e,f)F(1.5)-C(0.5)-350.
Figure 4-6 The SEM images of LiFePO4 / C synthesized with differences F127 contents at 700 ̊C, (a,b)F(0.5)-C(0.5)-700; (c,d)F(1)-C(0.5)-700;
(e,f)F(1.5)-C(0.5)-700.
Figure 4-7 The SEM images of LiFePO4 / C synthesized with differences X100 contents at 350 ̊C, (a,b)X(0.5)-C(0.5)-350; (c,d)X(1)-C(0.5)-350.
Figure 4-8 The SEM images of LiFePO4 / C synthesized with differences X100 contents at 700 ̊C, (a,b)X(0.5)-C(0.5)-700; (c,d)X(1)-C(0.5)-700.