摻雜改性磷酸釩鋰電極材料的合成和電化學(xué)性能.pdf

1、作為鋰離子電池正極候選材料，磷酸釩鋰具有安全性高、荷電態(tài)容易判斷、循環(huán)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。本論文以磷酸釩鋰為研究對(duì)象，采用高溫固相法和溶膠-凝膠法合成具有多對(duì)充放電平臺(tái)的單斜結(jié)構(gòu)磷酸釩鋰材料，從不同合成方法、不同燒結(jié)溫度、不同燒結(jié)時(shí)間入手，尋找最佳的工藝參數(shù)；然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行摻雜改性，期待開(kāi)發(fā)出高性能磷酸釩鋰正極材料。主要工作如下：
　　(1)Li3V2(PO4)3/C正極材料。研究固相法和溶膠-凝膠法合成的Li3V2(PO4)3電

2、化學(xué)性能的差別，實(shí)驗(yàn)證明，溶膠-凝膠法合成的材料循環(huán)性能要好；燒結(jié)10h比燒結(jié)20h的材料性能要好；14%蔗糖含量包覆的循環(huán)性能較好；溶膠-凝膠合成方法中，當(dāng)檸檬酸:LiOH.H2O=1:2時(shí)合成的循環(huán)性能較好。
　　(2)Li3V2-xCrx(PO4)3/C正極材料。采用溶膠-凝膠法合成的不同含量的Cr摻雜的Li3V2-xCrx(PO4)3/C(x=0,0.1,0.25,0.5)材料，研究證實(shí)Cr含量有一個(gè)最佳值（x=0.1），

3、即Li3V1.9Cr0.1(PO4)3/C材料。Li3V1.9Cr0.1(PO4)3/C材料的首次放電比容量高于其它材料，容量保持率稍低于Li3V1.75Cr0.25(PO4)3/C，而Li3V1.75Cr0.25(PO4)3/C容量保持率最好。Li3V1.9Cr0.1(PO4)3/C具有比較好的綜合電化學(xué)性能。
　　(3)Li3V2-xAlx(PO4)3/C正極材料。采用溶膠-凝膠法合成的不同含量的Al摻雜的Li3V2-xAlx

4、(PO4)3/C(x=0,0.1,0.2,0.5)材料，研究證實(shí)Al含量有一個(gè)最佳值（x=0.1），即Li3V1.9Al0.1(PO4)3/C材料。未摻雜樣品首次比容量最高，隨著Al3+含量增加，首次放電容量降低，循環(huán)100次后，容量保持率隨著Al含量增加先增加后降低，當(dāng)Al含量x=0.1時(shí)最佳，容量保持率達(dá)到95.8%。
　　(4)Li3V1.9Cr0.1-xAlx(PO4)3/C正極材料。采用溶膠-凝膠法合成的不同含量的Cr、

5、Al摻雜的Li3V1.9Cr0.1-xAlx(PO4)3/C(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08,0.10)材料。1C倍率下，循環(huán)100次后，容量隨著Al含量增加先增加后降低，當(dāng)Al含量x=0.04時(shí)最佳，Li3V1.9 Cr0.06Al0.04(PO4)3/C比容量保持率最好，幾乎100%，在低倍率和高倍率下的首次放電比容量均高于其它的材料。Li3V1.9 Cr0.06Al0.04(PO4)3/C材料的綜合性能最好。高溫5

6、5℃溫度條件下用0.5C倍率Li3V1.9Cr0.06Al0.04(PO4)3/C、Li3V1.9Cr0.04Al0.06(PO4)3/C、Li3V1.9 Cr0.02Al0.08(PO4)3/C材料充放電，循環(huán)100次后，容量隨著Al3+含量增加而增加；容量保持率隨著Al3+含量增加先增加后降低。
　　(5)Li3V2-xCox(PO4)3/C正極材料。采用溶膠-凝膠法合成的不同含量的Co摻雜的Li3V2-xCox(PO4)3/