流變相法和水熱法制備鋰離子電池正極材料磷酸釩鋰及其性能研究.pdf_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、現(xiàn)代社會(huì),能源問(wèn)題已經(jīng)成為制約經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要因素,開(kāi)發(fā)可再生的、無(wú)污染的新能源是解決能源問(wèn)題的一大途徑。鋰離子電池以其能量密度高、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn),在電動(dòng)汽車及便攜式電子設(shè)備等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。正極材料作為鋰離子電池的重要組成部分,成為制約鋰離子電池發(fā)展的關(guān)鍵。聚陰離子型材料磷酸釩鋰因其能量密度高、理論容量高、安全性好、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn),得到了廣泛研究和關(guān)注。本論文主要介紹流變相法和水熱法制備碳包覆磷酸釩鋰,并對(duì)其結(jié)構(gòu)、形貌和電化學(xué)性

2、能進(jìn)行分析和研究。主要工作內(nèi)容如下:
  1.用簡(jiǎn)單實(shí)用的流變相法制備磷酸釩鋰,在檸檬酸和甘氨酸的共同作用下,得到1-2αm的球狀顆粒。XRD和Raman譜圖證明材料中的剩余碳為無(wú)定形碳,對(duì)材料結(jié)構(gòu)無(wú)影響。在電壓范圍3.0-4.3V時(shí),25C倍率下放電比容量能保持在89mAhg-1,明顯優(yōu)于純相磷酸釩鋰材料,5C和10C倍率下循環(huán)120圈,容量保持率為98.1%和94.4%,在55℃環(huán)境中和快速充電-慢速放電條件下,材料仍能保持良

3、好的電化學(xué)性能。
  2.采用水熱法制備碳包覆磷酸釩鋰,并探討后期包碳和水熱過(guò)程中一步包碳對(duì)材料性能的影響。實(shí)驗(yàn)證明,兩種碳包覆方法得到的顆粒尺寸及形貌沒(méi)有太大差別,但后期包碳材料在3.0-4.3V時(shí),0.1C倍率下初始放電比容量為131.0mAhg-1,接近理論比容量,25C倍率下比容量仍能達(dá)到94.4mAhg-1,5C和10C倍率下循環(huán)100圈,容量保持率為93.1%和96.0%,由循環(huán)伏安法算得鋰離子擴(kuò)散系數(shù)為1.03×10

4、-10,均優(yōu)于水熱一步法包碳制備的材料,材料具有良好的倍率性能和循環(huán)性能。
  3.以一縮二乙二醇做還原劑,采用水熱法制備片狀磷酸釩鋰,通過(guò)調(diào)節(jié)pH控制產(chǎn)品形貌。XRD結(jié)果顯示,不同pH下制備的磷酸釩鋰均為單斜結(jié)構(gòu),隨著pH的增加,產(chǎn)品形貌由片狀變?yōu)榍驙?,?dāng)pH=0.5,1和2時(shí),材料為片狀,pH=3.5時(shí),材料為球狀。在720℃高溫煅燒后,由于顆粒的生長(zhǎng),片狀結(jié)構(gòu)均變厚。pH=2時(shí)得到的產(chǎn)品電化學(xué)性能最好,在3.0-4.3V時(shí),

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