鋰離子電池正極材料磷酸釩鋰的合成及其改性研究.pdf

1、本文采用碳熱還原法合成了極具潛力的鋰離子電池正極材料Li3V2(PO4)3，并通過X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)等手段對其結(jié)構(gòu)及其形貌進(jìn)行了表征。考察了反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間對Li3V2(PO4)3樣品的晶體結(jié)構(gòu)、表面形貌、以及電化學(xué)性能的影響。循環(huán)伏安(CV)和充放電測試結(jié)果表明：在900℃下煅燒24 h合成的樣品的電化學(xué)性能較好。該樣品在充放電截止電壓為3～4.2 V時(shí)，以10 mA／g進(jìn)行充放電，首次放電比容量為122

2、.4 mAh／g，且循環(huán)20次后，比容量仍為119.3 mAh／g。 為了改善樣品的電化學(xué)性能，對合成方法進(jìn)行了改進(jìn)，即采用溶膠凝膠法合成單斜晶型Li3V2(PO4)3。并探討了配料比、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間對樣品的結(jié)構(gòu)、表面形貌及電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：以物質(zhì)的量之比n(Li)：n(v)：n(P)=3.05：2.0：3.0投入原料，在800℃下煅燒8 h合成的樣品的電化學(xué)性能較好。所得樣品在充放電截止電壓為3～4.2 v時(shí)，以

3、10 mA／g進(jìn)行充放電，首次放電比容量可達(dá)131.2 mAh／g。且循環(huán)20次后，比容量仍高達(dá)129.9 mAh／g。與碳熱還原法相比，溶膠凝膠法所需溫度較低，反應(yīng)時(shí)間較短，合成樣品顆粒較小，比表面積較大，電化學(xué)性能較好。 此外，嘗試對Li3V2(PO4)3進(jìn)行了Ni和Mn的摻雜，并研究了摻雜對材料的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響。電化學(xué)測試表明：隨著Ni含量的增加，Li3+xNixV2-x(PO4)3(x=0、0.05、0.10、0