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文檔簡介
1、本文用碳熱還原法合成了Li3V2(PO4)3正極材料,采用X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、恒流充放電測試、循環(huán)伏安和電化學阻抗譜等測試分析了Li3V2(PO4)3材料的物理性能和電化學性能。并考察了碳還原劑、合成工藝、離子摻雜對Li3V2(PO4)3結構和性能的影響,研究了LiVOPO4的制備工藝和性能。
首先,考察了碳還原劑對Li3V2(PO4)3性能的影響。結果表明:以蔗糖為碳源所合成樣品具有較好的電化學性能。碳
2、并不影響Li3V2(PO4)3樣品的結晶狀態(tài)和結構,同時隨著含碳量的增加,顆粒逐漸細化。以蔗糖為還原劑,碳的最佳加入量是C/V為3.2/2,在此條件下進行工廠中試,得到的Li3V2(PO4)3材料首次放電比容量為126mAh/g(0.5C),循環(huán)100次后容量保持率為98.4%(0.5C)。
其次,考察了預處理方式、燒結溫度和燒結時間等工藝條件對Li3V2(PO4)3性能的影響。結果表明,LiH2PO4為Li源和蔗糖為碳源時,
3、Li3V2(PO4)3的最佳工藝條件為:在Ar氣氛中300℃預燒4h后,在Ar氣氛中800℃下一次燒結24h。在此條件下,合成的Li3V2(PO4)3為純相的單斜結構,首次放電比容量均可達到120mAh/g(0.5C),循環(huán)100次后,容量保持率均可達到95%(0.5C)。也可在850℃下一次燒結16h,且可以得到較高的振實密度。
再次,考察了離子摻雜對Li3V2(PO4)3性能的影響。結果表明:Al3+金屬離子的少量摻雜會提
4、高材料的循環(huán)性能。不同倍率下的恒流充放電結果顯示Al3+摻雜的Li3V2(PO4)3材料具有良好的大電流充放電特性,其中尤以Li3(V0.98Al0.02)2(PO4)3材料的性能最優(yōu),放電倍率為10C時,首次放電比容量為97mAh/g,循環(huán)100次后的容量保持率為97%。
最后,以Li2CO3為鋰源,采用碳熱還原法合成了LiVOPO4材料,其空間結構為Pnma,所制備前軀體VOPO4·2H2O和LiVOPO4有雜相;SEM測
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