鋰離子電池正極材料Li3V2(PO4)3的制備及改性研究.pdf

1、具有NASICON結(jié)構(gòu)的Li3V2(PO4)3因其高安全性和高理論比容量而成為鋰離子電池正極材料的研究熱點(diǎn)。
　　本文采用溶膠凝膠法制得了具有單一結(jié)構(gòu)的單斜Li3V2(PO4)3。系統(tǒng)地研究了煅燒溫度、煅燒時(shí)間和原料LiOH的濃度等因素對Li3V2(PO4)3的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響，結(jié)果表明：樣品于750℃下煅燒10h，LiOH的濃度采用0.3mol/L時(shí)制備的樣品粒徑分布范圍較窄，顆粒尺寸較均勻，且電化學(xué)性能最佳。
　　

2、針對Li3V2(PO4)3電導(dǎo)率低的缺陷，本文采用Ni2+、Co2+摻雜對材料進(jìn)行了改性研究。采用溶膠凝膠法分別制備了不同的金屬離子摻雜的體系，包括Ni2+摻雜體系、Co2+摻雜體系、Ni2+、Co2+復(fù)合摻雜體系，采用X射線衍射(XRD)、透射電鏡(TEM)等分析手段，結(jié)合充放電循環(huán)性能曲線、循環(huán)伏安和交流阻抗等電化學(xué)方法研究了不同的摻雜改性對材料的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：摻雜適量的Ni2+和Co2+不改變Li3V2(PO4

3、)3的單斜晶系結(jié)構(gòu)，Ni2+、Co2+摻雜量分別為5%、3%時(shí)得到的正極材料電化學(xué)性能最好，且Ni2+、Co2+摻雜均一定程度上減小了材料的晶胞體積，使得材料結(jié)構(gòu)變得更加穩(wěn)定，抑制了材料在充放電過程中的極化，使得電池材料的可逆性增強(qiáng)，尤其是材料的高倍率放電性能得到了明顯的提高；按照Ni2+和Co2+最佳摻雜量對材料進(jìn)行復(fù)合摻雜得到了Li3(Ni0.05Co0.03V0.92)2(PO4)3，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)復(fù)合摻雜具有協(xié)同效應(yīng)，增大了材料放電比