磷酸釩鋰的合成及電化學(xué)性能比較.pdf

1、具有NASICON結(jié)構(gòu)的Li<,3>V<,2>(PO<,4>)<,3>由于其在充、放電過(guò)程中的穩(wěn)定性而受到廣泛的關(guān)注。目前文獻(xiàn)報(bào)道Li<,3>V<,2>(PO<,4>)<,3>作為鋰離子二次電池正極材料的合成方法主要是高溫固相法，且都是用純H<,2>作為還原劑，但由于該傳統(tǒng)方法的局限性，很難得到純度高、粒徑小、電性能好的Li<,3>V<,2>(PO<,4>)<,3>。 本文采用高溫碳熱還原法和溶膠．凝膠法兩種方法分別合成了Li<

2、,3>V<,2>(PO<,4>)<,3>。研究發(fā)現(xiàn)兩種方法都可以制得純相NASICON結(jié)構(gòu)的Li<,3>V<,2>(XO<,4>)<,3>。 系統(tǒng)地研究了高溫碳熱還原法制備Li<,3>V<,2>(PO<,4>)<,3>時(shí)，反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間和原料中鋰釩比例對(duì)所得Li<,3>V<,2>(PO<,4>)<,3>材料晶體結(jié)構(gòu)、外觀形貌和電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，以Li:V:P=3.05:2:3摩爾比在800℃下焙燒24h所得樣品性能

3、最好，小倍率(0.1C)循環(huán)時(shí)，其充電和放電比容量分別可達(dá)到13lmAh·g<'-1>和130 mAh·g<'-1>。但是該方法制得的樣品在經(jīng)過(guò)20次循環(huán)之后比容量有較大的衰減，X射線衍射研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)20次循環(huán)后樣品仍然具有單斜晶體結(jié)構(gòu)，樣品各主要衍射峰強(qiáng)度都急劇減弱；采用最小二乘法對(duì)樣品充放電前后的晶胞參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，發(fā)現(xiàn)樣品在經(jīng)過(guò)充放電循環(huán)后晶胞參數(shù)都有不同程度的增加，晶胞體積增大0.6％左右。 在比較高溫碳熱還原法和溶膠．

4、凝膠法的基礎(chǔ)上，同時(shí)采用正交設(shè)計(jì)等手段對(duì)溶膠．凝膠法制備Li<,3>V<,2>(PO<,4>)<,3>的條件也進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。由于在溶膠步驟將原料混合到了分子級(jí)別，預(yù)處理時(shí)有機(jī)物熱解成為碳，均勻地分散在原料中，所以得到純相的樣品所需要得溫度較高溫碳熱還原法的溫度要低；與高溫碳熱還原法相比，通過(guò)溶膠-凝膠法制得的樣品具有更小的粒徑，在3.40um左右。經(jīng)過(guò)優(yōu)化條件得到的Li<,3>V<,2>(PO<,4>)<,3>樣品小倍率(0.1C)