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1、近年來(lái),鋰離子電池因其優(yōu)異的性能,發(fā)展十分迅速。鋰離子電池的優(yōu)異性能在很大程度上取決于正、負(fù)極材料、電解質(zhì)和隔膜的選擇及制備,其中正極材料顯得尤為重要。目前正極材料研究的熱點(diǎn)主要集中在層狀Li<,x>MO<,2>和尖晶石型Li<,x>M<,2>O<,4>結(jié)構(gòu)的化合物上(M=Co、Ni、Mn、V等過(guò)渡金屬離子)。由于Co的資源有限,導(dǎo)致Li<,x>CoO<,2>類(lèi)正極材料的價(jià)格昂貴,具有完整結(jié)構(gòu)的Li<,x>NiO<,2>制備較為困難,L
2、i<,x>Mn<,2>O<,4>在使用過(guò)程中容量下降快。考慮到鋰釩氧化物類(lèi)正極材料價(jià)格低、無(wú)污染、容量大、綜合電性能好等因素,更具有實(shí)際使用價(jià)值,所以鋰釩氧化物類(lèi)正極材料被越來(lái)越多的研究者認(rèn)同為是新一代最具發(fā)展?jié)摿Φ匿囯x子電池正極材料。 目前,鋰釩化合物系列主要有Li<,x>VO<,2>、Li<,x>V<,2>O<,4>、Li<,6>V<,5>O<,15>及Li<,1+x>V<,3>O<,8>和LiNiVO<,4>,它們都具有很
3、好的嵌鋰性能,一些新的釩系嵌鋰化合物如LiVPO<,4>F、LiVP<,2>O<,7>、Li<,3>V<,2>(PO)<,3>、VOPO<,4>出現(xiàn),使釩系化合物更加豐富。 納米材料在電化學(xué)性能、晶體結(jié)構(gòu)、顆粒形貌、物理性質(zhì)等方面均表現(xiàn)出特殊的行為。 本文從實(shí)驗(yàn)與理論分析相結(jié)合的角度對(duì)鋰釩氧化物(納米LiV<,3>O<,8>、反尖晶石型LiNiVO<,4>和LiCoVO<,4>、及過(guò)渡金屬對(duì)LiV<,3>O<,8>的摻雜
4、)制備過(guò)程中的工藝參數(shù)、結(jié)構(gòu)和形成機(jī)理等方面進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究,對(duì)鋰釩氧化物電化學(xué)性能進(jìn)行了初步的測(cè)試,取得的主要結(jié)果如下: (1)成功的采用低熱固相燒結(jié)法制得結(jié)構(gòu)完整的納米材料LiV<,3>O<,8>??疾炝撕铣蓷l件對(duì)產(chǎn)物純度和結(jié)構(gòu)的影響,并對(duì)產(chǎn)物的形成機(jī)理進(jìn)行了深入分析,優(yōu)化了合成工藝條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該法與sol-gel法比較,溫度降低到300℃,時(shí)間也縮短到6h,與一般的濕法合成相比,工藝簡(jiǎn)單,所得產(chǎn)物結(jié)構(gòu)完整、雜質(zhì)
5、含量低,有利于改善其電化學(xué)性能。 (2)使用sol-gel法制備了LiV<,3>O<,8>并對(duì)其性能作了研究。通過(guò)過(guò)渡金屬離子(Mn、Ti、Co、Ni)不同量的摻雜,對(duì)材料的性能有一定的改善。 (3)用水熱法制備了具有納米結(jié)構(gòu)的LiV<,3>O<,8>,考察了不同原料以及不同的合成溫度對(duì)產(chǎn)物形貌以及電化學(xué)性能的影響。 (4)使用低熱固相燒結(jié)法,利用聚苯胺作為輔助,制備了具有一維棒狀的多孔納米材料鋰釩氧化物,并對(duì)其
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