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1、當(dāng)今有機(jī)鋰離子電池已經(jīng)普遍應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備。但是,諸如安全問(wèn)題,成本高和苛刻的組裝條件等一些缺點(diǎn)制約了有機(jī)液電池的發(fā)展。1994年,Dahn課題組首次提出以水溶液取代有機(jī)電解液作為鋰離子電池的電解液。相比有機(jī)液電池,水溶液電池具有安全、環(huán)保和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)也避免了苛刻的組裝條件。
水溶液鋰離子電池(ARLB)的發(fā)展主要受到負(fù)極材料的限制。本文將Na2V6O16納米線作為ARLB的負(fù)極材料并分別測(cè)試其在飽和Li2SO4
2、溶液中的電化學(xué)性能(從pH=7至12)。通過(guò)CV曲線得知電極材料在-0.4和-0.7 V(V vs SCE)存在一對(duì)氧化還原峰,與材料在有機(jī)液中的的嵌鋰/脫鋰行為一致。同時(shí)研究電解液的pH值對(duì)Na2V6O16電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,電極材料的穩(wěn)定性隨著pH的增加而減小,Na2V6O16在中性溶液中更加穩(wěn)定。
分別以LiMn2O4、LiFePO4和LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2作為正極材料,Na2V6O16作為負(fù)極材
3、料,飽和Li2SO4溶液作為電解液分別組裝成扣式電池。經(jīng)過(guò)充放電測(cè)試發(fā)現(xiàn)LiMn2O4//Na2V6O16電池的首次放電容量和循環(huán)性能非常優(yōu)異。當(dāng)電流密度為60 mAg-1時(shí),LiMn2O4//Na2V6O16電池的首次放電容量可達(dá)122.7 mAhg-1。當(dāng)電流密度為60mAg-1時(shí),100次和200次循環(huán)后的容量保持率可達(dá)80.1%和77%。對(duì)比Na2V6O16//LiMn2O4電池分別在第3次和第100次循環(huán)后的交流阻抗圖譜,結(jié)果
4、表明不同循環(huán)次數(shù)后電池的阻抗變化非常小,與材料優(yōu)秀的循環(huán)性能相吻合。
通過(guò)不同充放電狀態(tài)下Na2V6O16電極材料的XRD測(cè)試證明電極材料在鋰離子的脫嵌過(guò)程中結(jié)構(gòu)能保持相對(duì)穩(wěn)定,材料在鋰離子插入與脫出后仍能保持較好的結(jié)構(gòu)可逆性。研究了該體系電池的循環(huán)性能衰減的原因。XRD和ICP的檢測(cè)結(jié)果表明負(fù)極對(duì)電池容量衰減的影響大于正極。但是,Na2V6O16的晶體結(jié)構(gòu)相對(duì)于其它釩系氧化物來(lái)說(shuō),在循環(huán)過(guò)程中是比較穩(wěn)定,這也是電池循環(huán)性能優(yōu)
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