正極材料Li-,3-V-,2-（PO-,4-）-,3-的制備與電化學(xué)性能研究.pdf

1、現(xiàn)在，商業(yè)化的鋰離子電池用LiCoO2作為正極材料，但是由于鈷比較昂貴限制了它在商業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用。近些年來(lái)，人們?cè)陂_(kāi)發(fā)新的鋰離子二次電池正極材料的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了具有單斜結(jié)構(gòu)的α-Li3V2(PO4)3正極材料，它是由可以自由移動(dòng)的鋰離子、活潑過(guò)渡金屬V和磷酸根組成的結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定的三維框架結(jié)構(gòu)。α-Li3V2(PO4)3正極材料有著較好的電化學(xué)性能、熱穩(wěn)定性和較高的能量密度，所以它有望代替LiCoO2成為新一代二次鋰離子電池正極材料。我們

2、采用了高溫固相法、微波加熱法和溶膠-凝膠法合成了α-Li3V2(PO4)3材料，論文主要包括以下四個(gè)部分： 采用高溫固相法合成了純相的α-Li3V2(PO4)3材料，通過(guò)XRD和充放電性能等實(shí)驗(yàn)，研究了800℃、850℃和900℃三種合成溫度對(duì)Li3V2(PO4)3材料的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)：900℃下合成的材料有著較好的電化學(xué)性能。 在采用微波加熱法合成α-Li3V2(PO4)3材料的過(guò)程中，在樣品的上方覆

3、蓋一層石磨粉從而有效的防止了V3+的氧化，同時(shí)也避免了文獻(xiàn)報(bào)道中使用惰性氣體保護(hù)的繁瑣步驟。X射線衍射和電化學(xué)性能測(cè)試表明900℃下11min可以合成純相且電化學(xué)性能較好的α-Li3V2(PO4)3材料。 利用高溫固相法合成了摻雜Fe元素的Li3FexV2-x(PO4)3材料，采用XRD、XPS、SEM對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)、價(jià)態(tài)和形貌進(jìn)行表征，并對(duì)其進(jìn)行電化學(xué)性能方面的研究。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明當(dāng)摻雜量在0.02～0.04時(shí)，Li3FexV2-x

4、(PO4)3材料有著較好的電化學(xué)性能。另外，又進(jìn)行了摻雜其它元素(Al，B，Cr)的實(shí)驗(yàn)，但是得到的結(jié)果都沒(méi)有摻雜Fe元素的效果好。 利用溶膠-凝膠法合成了Li3V2(PO4)3/C復(fù)合材料。實(shí)驗(yàn)證明利用溶膠-凝膠法合成Li3V2(PO4)3/C復(fù)合材料的最佳條件是650℃下加熱4h。XRD結(jié)果顯示此方法可以合成純相的Li3V2(PO4)3/C材料。SEM和TEM測(cè)試結(jié)果表明，通過(guò)溶膠-凝膠法可以制得顆粒較小的Li3V2(PO4