溶膠—凝膠法制備鋰離子二次電池正極材料磷酸釩鋰及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、采用溶膠-凝膠法制備了磷酸釩鋰正極材料，以XRD、SEM、EDS及正電子湮沒技術(shù)對材料的微結(jié)構(gòu)進行了表征，用電化學(xué)工作站和電池測試系統(tǒng)測試了樣品的電化學(xué)性能。本文主要研究不同燒結(jié)溫度、燒結(jié)時間、Li∶V摩爾比以及CA∶V摩爾比對Li3V2(PO4)3材料微結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能的影響;Al3+、Cr3+摻雜對Li3V2(PO4)3材料微結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能的影響;Li3V2(PO4)3· x％LiFePO4復(fù)合材料的電化學(xué)性能。主要實驗結(jié)果如下:

2、
　　 (1)當燒結(jié)溫度T為850℃、燒結(jié)時間t為12h、Li∶V摩爾比為3.1∶2、CA∶V摩爾比為1∶1時，Li3V2(PO4)3/C具有較好的電化學(xué)性能:其電荷阻抗較小;在0.25C和5C放電倍率下，其首次充放電比容量分別為196.6/150.6mAh·g-1和195.9/115.1 mAh·g-1;在0.25C和5C放電倍率下，經(jīng)100次循環(huán)后，其放電比容量保留率分別為86.6％和76.2％，顯示了較好的循環(huán)穩(wěn)定性。

3、r>　　 (2) Al3+、cr3+摻雜不改變Li3V2(PO4)3/C材料本身的NASICON結(jié)構(gòu)。
　　 (3)在磷酸釩鋰材料中摻入少量的Al3+，材料的電子密度與缺陷密度升高。實驗結(jié)果顯示:Li3V1.90Al0.10(PO4)3/C材料的電子密度較高，其電化學(xué)特性較好:在0.25C和5C放電倍率下，其首次充放電比容量分別為195.0/167.6mAh·g-1和195.3/126.7 mAh·g-1;在0.25C和5C放

4、電倍率下，經(jīng)循環(huán)100次后，其放電比容量保留率分別為89.4％和80.4％。
　　 (4)在磷酸釩鋰材料中摻入少量的Cr3+，材料的電子密度與缺陷密度升高。實驗結(jié)果顯示，Li3V1.90Cr0.10(PO4)3/C的電子密度較高，在0.25C放電倍率時，其首次充放電比容量為193.2/165.6mAh·g-1，經(jīng)100次循環(huán)后的效率為88.0％，顯示了優(yōu)于未摻雜樣品(Li3V2(PO4)3)的電化學(xué)性能;在5C放電倍率時，Li3

5、V1.90Cr0.10(PO4)3/C首次充放電比容量為192.8/125.4mAh·g-1，但經(jīng)100次循環(huán)后，其效率僅為74.4％，略低于未摻雜樣品。
　　 (5) XRD圖譜顯示:Li3V2(PO4)3· x％LiFePO4復(fù)合材料的XRD圖譜同時兼有Li3V2(PO4)3和LiFePO4兩種材料的特征峰，并含有少量的雜質(zhì)峰。
　　 (6)對Li3V2(PO4)3· x％LiFePO4復(fù)合材料的電化學(xué)性能測量結(jié)果表