釩硅復(fù)合材料作為水系鋰離子電池負(fù)極材料的應(yīng)用.pdf

1、鋰離子電池已廣泛應(yīng)用于便攜式電子產(chǎn)品，在電動汽車與規(guī)模儲能領(lǐng)域也具有廣闊的應(yīng)用前景。然而商業(yè)的鋰離子電池均采用易燃有機(jī)電解液，不但有組裝條件嚴(yán)苛、成本高等缺點，還存在較大的安全隱患，嚴(yán)重制約了鋰離子電池的應(yīng)用和推廣。水系鋰離子電池克服了傳統(tǒng)使用有機(jī)體系電解液有毒、易燃，成本高和離子電導(dǎo)率低等缺點，成為繼風(fēng)能、太陽能等可再生能源后最具發(fā)展?jié)摿Φ哪茉粗?。目前碳材料和非碳材料是用于水系鋰離子電池的負(fù)極的主要材料。石墨負(fù)極材料由于其來源廣泛、

2、價格實惠，性能穩(wěn)定一直以來都占據(jù)主導(dǎo)地位，但是石墨負(fù)極材料也有大倍率放電性能差的缺陷，因此需要開發(fā)更高循環(huán)倍率的負(fù)極材料來代替石墨。
　　本文對在水系鋰離子電池的電極材料 V2O5進(jìn)行了研究。工作主要包括將V2O5與 SiO2熱處理摻雜及釩氧化物與 H2C2O4互溶后再與碳復(fù)合等方法提高了其在作為水系鋰離子負(fù)極材料時的充放電容量和穩(wěn)定性。并通過XRD(X-射線衍射)、SEM(掃描電鏡)、BET（比表面）等手段對材料的物相結(jié)構(gòu)、表面

3、形貌、進(jìn)行了物理表征，采用恒流充放電和CV（循環(huán)伏安法）技術(shù)在Li2SO4的水溶液中對充放電容量，穩(wěn)定性和氧還原反應(yīng)進(jìn)行了分析。主要做了以下幾部分工作：
　　1、五氧化二釩和硅酸通過熱處理制備得到了V2O5-SiO2，并通過XRD，SEM， TEM和N2吸脫附對其的結(jié)構(gòu)和形態(tài)進(jìn)行表征。通過測試CV和恒流充放電表明，這種材料在以水為電解質(zhì)的鋰離子電池中其鋰離子的脫嵌是可逆的。并且放電容量可以達(dá)到199 mAh g-1，比其他在水電解

4、質(zhì)中的+5價釩的氧化物的放電容量大的多（小于110 mAh g-1)。此外，在經(jīng)過100個循環(huán)的充放電后V2O5-SiO2的容量仍能保持12％，所以該材料比其他釩的氧化物有更好的循環(huán)穩(wěn)定性。
　　2、將SiO2包覆的V-C圓球粒子分別在空氣和N2條件下煅燒，通過XRD， SEM，和BET等對其結(jié)構(gòu)和形態(tài)進(jìn)行了表征。通過CV和恒流充放電表明，通過該種方法制備得到的粒子充放電循環(huán)100圈后其效率幾乎能保持到98%，同時放電容量也達(dá)到1