正極材料Li3V2(PO4)3溶膠-凝膠法的制備及性能研究.pdf

1、采用溶膠-凝膠法合成了Li3V2(PO4)3材料,利用XRD和SEM對產(chǎn)物的微觀結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了分析；并采用恒流充放電、循環(huán)伏安(CV)和電化學(xué)阻抗譜(EIS)技術(shù)研究了其電化學(xué)性能。重點(diǎn)考察了不同合成溫度、不同鋰源、不同pH值和不同預(yù)燒氣氛對Li3V2(PO4)3材料的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響。以水合氫氧化鋰為鋰源,檸檬酸為配位體,采用溶膠-凝膠法制備Li3V2(PO4)3,研究了不同溫度、不同氣氛和溶膠pH值對樣品Li3V2(PO4)

2、3的組織結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,當(dāng)以水合氫氧化鋰為鋰源時,干凝膠在氫氬混合氣氛中300℃預(yù)燒4 h之后,再600℃氫氬混合氣燒結(jié)8 h制備的Li3V2(PO4)3樣品結(jié)晶較好,顆粒均勻,具有較好的電化學(xué)性能。當(dāng)放電電流為0.1C時,在3.0 V-4.2 V充放電范圍內(nèi)下,首次放電容量可以達(dá)到130 mAh·g-1。當(dāng)放電電流為1C時,在2.5 V-4.2 V充放電范圍內(nèi)下,首次放電容量可以達(dá)到128 mAh·g-1,經(jīng)40次循

3、環(huán)后仍為126 mAh·g-1,容量保持率達(dá)98 %,表現(xiàn)出較好的循環(huán)性能。溶膠pH值對樣品的放電容量有較大的影響,與pH=8時制備的Li3V2(PO4)3相比,溶膠pH=3時所得的樣品具有更高的放電容量。以氟化鋰為鋰源,檸檬酸為配位劑,采用溶膠-凝膠法制備Li3V2(PO4)3,研究了不同溫度和pH值對樣品Li3V2(PO4)3的組織結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,當(dāng)燒結(jié)溫度在600℃-800℃范圍內(nèi),均可得到結(jié)晶較好,晶相較純的L

4、i3V2(PO4)3顆粒。在1C倍率放電電流,充放電范圍為2.5 V-4.2 V條件下,800℃燒結(jié)所得樣品首次放電容量最高,為111 mAh·g-1,經(jīng)過36次循環(huán)后容量僅有82 mAh·g-1,容量保持率為74 %。600℃燒結(jié)所得樣品首次放電容量為91 mAh·g-1,經(jīng)過30次1C循環(huán)后容量剩余84 mAh·g-1,容量保持率為92 %。而在700℃燒結(jié)時所得樣品具有較好的循環(huán)性能,首次放電容量為108 mAh·g-1,經(jīng)過70