釩酸鋰電極材料的合成、改性及電化學(xué)性能研究.pdf

1、釩氧化合物:作為鋰離子電池正極材料具有比容量大、低成本、適應(yīng)于快速充放電等優(yōu)點(diǎn)，成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。其中，關(guān)于LiV3O8和LiV2O5研究較多，但是上述兩種材料在充放電過(guò)程中結(jié)構(gòu)都不是特別穩(wěn)定，導(dǎo)致容量下降。本論文以LiV3O8作為研究對(duì)象，擬通過(guò)AlF3包覆改善LiV3O8的循環(huán)穩(wěn)定性能;考慮到不同的制備方法對(duì)鋰釩氧化合物電化學(xué)性能影響顯著，分別設(shè)計(jì)了兩種不同的釩源合成了不同納米形貌的LiV2O5，目標(biāo)材料都具有較高的電化學(xué)性能。

2、主要內(nèi)容如下:
　　 采用PEG輔助兩步法合成了片狀LiV3O8，通過(guò)化學(xué)沉淀法對(duì)目標(biāo)材料進(jìn)行了AlF3包覆。形貌分析顯示AlF3成功包覆在LiV3O8片層上。材料晶型結(jié)構(gòu)在包覆前后的改變通過(guò)XRD檢測(cè)。對(duì)比測(cè)試了樣品包覆前后的電化學(xué)性能，在150 mAg-1下，包覆后的LiV3O8首次容量并沒(méi)有明顯降低，50次循環(huán)后保持在204.6 mAh g-1，容量保持率達(dá)93.6％，而未包覆的材料的保持率僅為61％。
　　 以(

3、NH4)0.5V2O5納米片為前驅(qū)體，采用水熱-固相兩步法合成了γ-LiV2O5納米片。通過(guò)SEM和AFM對(duì)材料形貌表征，結(jié)果表明單片納米薄片厚度為2～4 nm，寬度60～350nm。循環(huán)伏安法分析結(jié)果證明材料具有良好的鋰離子脫嵌可逆性。采用電化學(xué)阻抗譜研究了γ-LiV2O5的電極過(guò)程動(dòng)力學(xué)，發(fā)現(xiàn)電荷轉(zhuǎn)移電阻Rct在2.77 V處有最小值。通過(guò)CV測(cè)試得到鋰離子在γ-LiV2O5電極中的擴(kuò)散系數(shù)為10-9cm2·s-1。在50 mAg-

4、1下，目標(biāo)材料的初始放電比容量為242.4mAh g-1，在50次循環(huán)后容量下降為145.7 mAh g-1。
　　 以VO2(B)納米棒為前驅(qū)體合成γ-LiV2O5納米棒。采用XRD、XPS、FT-IR、TEM對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行表征。結(jié)果表明，所得產(chǎn)物為純相γ-LiV2O5，TEM顯示納米棒平均寬度在90～250 nm。在15 mA g-1下，最高的放電比容量達(dá)284.3 mAh g-1，15次循環(huán)后容量為270.2 mAhg-1。在