鋰離子電池正極材料Li3V2(PO4)3的合成及性能研究.pdf

1、本文概述了鋰離子電池的發(fā)展現(xiàn)狀并詳細評述了正極材料的研究進展。研究了Li3V2(PO4)3正極材料的制備方法及其工藝條件。采用XRD、SEM和電化學測試等研究方法，從合成方法、結(jié)構(gòu)特征、電化學性能等多方面對Li3V2(PO4)3正極材料進行了系統(tǒng)深入的研究。
　　采用碳熱還原法在氫氬(1:9)氣氣氛中合成了Li3V2(PO4)3正極材料，綜合研究了不同碳源、不同鋰源、焙燒溫度和焙燒時間等條件對合成產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和性能的影響，確定出了最

2、佳合成工藝：以氟化鋰為鋰源，碳納米管為碳源，700℃下焙燒24h制得的Li3V2(PO4)3樣品電化學性能最佳，在3.0～4.2V電壓區(qū)間，0.1C的倍率首次充、放電比容量分別為130mAh/g、125mAh/g，充放電效率達96％。50次循環(huán)后，放電比容量為111mAh/g，容量衰減率為11%。
　　振實密度測試結(jié)果表明，以蔗糖作為碳源時，振實密度較大，而碳納米管顆粒較疏松，作為碳源制備出來的Li3V2(PO4)3材料振實密度較

3、小。XRD分析表明，采用氟化鋰為鋰源，碳納米管為碳源，700℃焙燒24h所得樣品特征衍射峰型尖銳，晶體結(jié)構(gòu)發(fā)育良好，為純相的Li3V2(PO4)3。其SEM圖顆粒均勻，粒徑較小。
　　循環(huán)伏安測試結(jié)果表明，在3.0～4.2V范圍內(nèi)，Li3V2(PO4)3體系中存在三對氧化還原峰：3.64V/3.55V、3.71V/3.61V和4.11V/3.92V；在3.0～4.8V范圍內(nèi)，4.55V處又出現(xiàn)一個氧化峰。首次充放電測試結(jié)果表明：材

4、料Li3V2(PO4)3的充放電平臺明顯，對應于循環(huán)伏安曲線上的氧化還原峰。電池的充電截止電壓由4.2V提高到4.8V，材料Li3V2(PO4)3有比較不錯的循環(huán)性能，而且可逆放電容量提升了約28%，但是，隨著電壓范圍的增大，材料放電比容量的衰減程度也增大。不同電流密度下的循環(huán)性能曲線表明：隨著電流密度的增大，Li3V2(PO4)3材料的放電可逆容量有一定程度的降低，電流密度重新減小時，可逆容量又提高。電化學阻抗譜測試結(jié)果表明，充電電壓