鋰離子電池正極材料Li3V2(PO4)3-C的制備及其電化學性能研究.pdf

1、單斜結構的Li3V2(PO4)3因具有高工作電壓、高比容量以及較長的循環(huán)周期等優(yōu)點，被認為是一種很有發(fā)展前途的鋰離子電池正極材料。但由于自身晶體結構的原因，Li3V2(PO4)3自身存在著一些不可忽略的缺點，例如導電性能較差以及較低的鋰離子擴散系數，因而影響了其電化學性能，制約了其大規(guī)模工業(yè)化發(fā)展。因此需要對Li3V2(PO4)3進行一系列的研究和改性以改善其電化學性能。本論文采用球磨輔助碳熱還原法合成Li3V2(PO4)3/C復合材料

2、，利用XRD、SEM測試技術對材料的微觀結構和表面形貌進行表征，采用電池測試系統(tǒng)和電化學工作站對材料進行電化學性能分析，研究了合成工藝、硬脂酸添加量、鈦摻雜對Li3V2(PO4)3材料結構和電化學性能的影響，其主要內容如下：
　　首先研究了合成工藝（煅燒溫度、煅燒時間）對Li3V2(PO4)3/C正極材料的微觀結構、表面形貌、電化學性能等的影響。結果表明以LiH2PO4、V2O5和硬脂酸為原料，采用碳熱還原法制備Li3V2(PO4

3、)3/C前驅體在氮氣氣氛保護下，煅燒溫度為700℃時煅燒10h時制備的樣品結晶性良好，顆粒均勻，具有最優(yōu)異的電化學性能。在0.1C時，在3.0~4.3V充放電電壓范圍內,經過50個循環(huán)周期之后放電比容量由首次的119.1mAh/g略降為115.2mAh/g，容量保持率為96.7％。
　　其次研究了硬脂酸的添加量對Li3V2(PO4)3/C性能的影響。硬脂酸的添加量分別為7.9wt%、10wt%、12.3wt%和13.8wt.%時，

4、利用碳熱還原法合成Li3V2(PO4)3/C正極材料。研究結果表明：硬脂酸添加量為12.3wt%時制備的樣品具有最優(yōu)異的電化學性能。在0.1C下的第三次放電比容量達119.4mAh/g，循環(huán)50次后放電比容量為117.6mAh/g，容量保持率為98.5%。依次經過0.5C、1C、2C、5C、0.5C各倍率的循環(huán)，樣品只是輕微的衰減，呈現了良好的循環(huán)性能。
　　最后在碳包覆的基礎上研究了鈦摻雜量對Li3V2(PO4)3/C的電化學性