鈉離子電池正極材料磷酸釩的制備及其電化學性能研究.pdf

1、近年來，隨著風能、太陽能等可再生資源的迅猛發(fā)展，大規(guī)模的電能存儲系統(tǒng)成為將這些間歇能量平緩整合到電網(wǎng)的重要手段。在這些儲能技術(shù)中，電化學二次電源技術(shù)由于其方便靈活，能量轉(zhuǎn)換效率高，維修簡單等優(yōu)點被認為是最有前途的儲能技術(shù)之一。到目前為止，鋰離子電池是開發(fā)最成功的技術(shù)，已被廣泛應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備并被視為（混合）電動車輛的最佳選擇。后者的應(yīng)用引發(fā)了人們對地殼中鋰資源可能不足的關(guān)注。由于豐富的鈉資源和其低成本，近來可替代地室溫鈉離子電池已再

2、次引起了人們極大的興趣，特別是對于大規(guī)模固定儲能的應(yīng)用。本文將通過X-射線衍射、掃描電鏡、透射電鏡、傅里葉紅外光譜以及電化學測試等方法，系統(tǒng)研究鈉離子二次電池正極活性材料磷酸釩鈉及氟磷酸釩鈉的結(jié)構(gòu)以及電化學性能。
　　首先采用固相法制備了磷酸釩鈉粉體，研究了不同煅燒溫度及煅燒時間對產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)及電化學性能的影響，結(jié)果表明800℃，10 h下的產(chǎn)物體現(xiàn)出較好的電化學性能，首次放電比容量為109.7 mAh/g，循環(huán)50次后放電比容量保

3、持率為86％。比較了固相法、溶膠凝膠法與水熱法等不同合成方法對磷酸釩鈉粉體的結(jié)構(gòu)、微觀形貌及電化學性能的影響，結(jié)果表明水熱法產(chǎn)物的電化學性能明顯優(yōu)于固相法與溶膠凝膠法合成的產(chǎn)物:材料的首次放電比容量為117.3 mAh/g，接近理論容量。循環(huán)50次后，容量保持率為97.3％。在2C的高倍率下，其首次放電比容量仍有81.6 mAh/g，且10次循環(huán)后未衰減。采用體相摻雜的方法對磷酸釩鈉進行了改性，結(jié)果表明，當摻Cr量為0.08時，電池的首