磷酸鹽正極、鐵基氧化物負極及其復合材料的制備和電化學性能.pdf

1、本論文首先對鋰離子電池進行了簡單的介紹，并對磷酸鹽正極材料和鐵基氧化物負極材料的研究進展作了簡要概述，進而提出了本論文的研究重點：利用具有優(yōu)良導電性的材料對一些鋰離子電池電極材料進行改性，從而達到提高電極材料電化學性能的目的。
　　本論文的主要內(nèi)容為：
　?。?）通過溶膠-凝膠法合成了β-LiVOPO4材料，并利用導電高分子材料聚苯胺（ PANI）對β-LiVOPO4進行包覆改性，制備出β-LiVOPO4/聚苯胺（β-LiV

2、OPO4/PANI）復合材料。掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡測試結(jié)果表明，在β-LiVOPO4材料表面包覆著一層聚苯胺。聚苯胺的存在大大的提高了材料的電導率，從而提高了材料的電化學性能。復合材料在電流密度為16mA/g下充放電時，首次放電比容量為130.9mAh/g，循環(huán)100周后的放電比容量為125.3mAh/g，容量保持率為95.7％。
　?。?）首先采用簡單的溶膠-凝膠法合成了Li3V2(PO4)3（LVP）納米材料，然后將

3、LVP沉積在氧化石墨的表面，最后再通過高溫焙燒制備出了Li3V2(PO4)3/石墨烯（LVP/G）復合材料。掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡測試結(jié)果顯示，LVP納米顆粒包裹在石墨烯的片層中或者均勻的分散在石墨烯的表面。與單純的LVP材料相比，LVP/G復合材料作為鋰離子電池正極材料時具有更好的充放電性能（在140mA/g和280mA/g的電流密度下循環(huán)100周后的放電比容量分別為118.4mAh/g和112.1mAh/g）和循環(huán)性能（在1

4、40mA/g的電流密度下循環(huán)100周后，容量保持率為97%，在2800mA/g的電流密度下循環(huán)500周后的容量保持率為89.5%）。交流阻抗測試也表明了石墨烯的存在大大的提高了LVP材料的導電性。
　　（3）以密胺樹脂為碳源和氮源，通過溶膠-凝膠法制備出氮摻雜碳和石墨烯復合Li3V2(PO4)3的復合材料（LVP/NGC）。透射電子顯微鏡和掃描電子顯微鏡測試表明，氮摻雜的碳包覆的LVP顆粒均勻的分散在了氮摻雜石墨烯的表面上。得到的

5、材料結(jié)構(gòu)跟LVP粒子之間有兩種的電子傳導方式：氮摻雜石墨烯與 LVP的點-面接觸傳導和氮摻雜碳與其的面面?zhèn)鲗АＳ捎趶秃喜牧现械氖┖吞紴殡娮拥膫鲗峁┝艘粋€復雜的導電網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，因此復合材料具有更好的長循環(huán)性能和高倍率性能。在5600mA/g的電流密度下循環(huán)800周后的可逆比容量仍保持在86.9mAh/g，并且?guī)缀鯖]有任何的衰減。
　　（4）超小的Fe3O4納米晶與石墨烯（Fe3O4NCs/G）的復合材料通過凝膠狀薄膜（gel-l