《锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3的制备及其电化学性能》由会员分享，可在线阅读，更多相关《锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3的制备及其电化学性能（171页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、分类号一密级U D C编号lf十I初大学CENTRALSOUTHUNIVERSITY硕士学位论文论文题目焦菱量史垫熏极撼拄M曼觇俾Q蔓h照斛务器甚垫後学丝熊学科、专业：有鱼金属逢垒研究生姓名：剖渣雒一 导师姓名及专业技术职务张室趔研窕员一可嘀嘀嘀原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢 的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不 包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我 共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：二蜱 日期：旦年月三日学位论文版
2、权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文， 允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内 容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科 学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库， 并通过网络向社会公众提供信息服务。;中南大学硕士学位论文摘要摘要Li3V2(P04)3具有结构稳定、循环性能优良以及安全性能好等优点 为人们所关注。但由于合成条件苛刻、循环性能差等问题抑制了发展。 本文分别采用微波碳热还原法，溶胶凝胶法，微波溶胶凝胶法合成 了Li3V2(P04)3样品
3、，并对其进行了A13+的掺杂研究。采用XRD、SEM 和充放电测试对合成工艺、材料改性、结构表征和电化学性能进行了 深入研究。采用微波碳热还原法合成了Li3V2(P04)3，并对合成工艺条件进 行了优化。研究结果表明烧结温度、烧结时间对Li3V2(P04)3的晶型 结构、颗粒大小、表面形貌均有不同程度的影响。随着烧结温度从 800升到850，Li3V2(P04)3一次颗粒逐渐长大和完美，但温度过 高升到900时呈现出过烧现象。不同条件合成Li3V2(P04)3的充放电 曲线相似，但电化学性能差异较大。通过单因素实验(烧结温度，烧 结时间)，发现烧结温度8500C，烧结时间15 min条件下合成
4、的 Li3V2(P04)3电化学性能最好。该样品以05C倍率充放电时的首次充、 放电容量分别为130、120 mAhg，循环50次后的容量101mAhg-1， 衰减率为158。以柠檬酸为有机螯合物和碳源，采用溶胶凝胶法合成了 Li3V2(P04)3样品。XRD研究表明，通过溶胶凝胶法合成的样品的衍 射峰比较尖锐，样品的SEM图表明其颗粒具有较大的比表面，样品 的电化学性能优异。烧结温度650，烧结时间20h条件下合成的 Li3V2(P04)3样品电化学性能较好，以O5C倍率充放电时样品的首次 充、放电容量分别为136、128mAhg-1，循环50次后的容量 1 17mAhg一，衰减率为86。采
5、用微波一溶胶凝胶法合成了Li3V2(P04)3样品。600烧结1 0min 合成的Li3V2(P04)3样品具有优异的电化学性能，以05C倍率充放电 时样品的首次充、放电容量分别为135mAhg-1和130mAhg-1，循环 50次后的容量124mAhg-I，衰减率为46。中南大学硕士学位论文 摘要采用微波溶胶凝胶法合成了A13+掺杂的Li3V2(P04)3样品，系统 研究了不同含量A13+掺杂对Li3V2(P04)3晶形结构、表面形貌和电化 学性能的影响。研究结果表明，不同含量Al”掺杂的Li3Al善V2吖(P04)3 (沪O，O04，008)样品均为单斜晶系结构，适量A13+掺杂有利于 L
6、i3AlxV2x(P04)3颗粒细化。随着掺杂铝含量的改变，Li3AllV2味(P04)3(沪O，O04，O08)样品的电化学性能差异较大：以O5C倍率充放电时x=004的Li3AlxV2晴(P04)3样品首次充、放电容量分别为130 mAhg-1和126mAhg-1，循环50次后的容量122 mAhg-1，衰减率为 32。以2C倍率充放电时x-004的Li3Akv2吖(P04)3样品循环100 次后的容量118 mAhg-1，衰减率为635。初步探讨了不同合成方法对材料Li3V2(P04)3的动力学性质影响。 采用线性极化和恒电位间歇滴定技术(PITT)分别测定了不同方法 合成材料的交换电流
7、密度和锂离子扩散系数。发现采用微波碳热还 原法，溶胶凝胶法，微波溶胶一凝胶法制备的样品的交换电流密度和 扩散系数的值依次增加。动力学测试结果与电化学性能测试结果变化 趋势一致。关键词：锂离子电池；Li3V2(P04)3；微波碳热还原法；溶胶凝胶法； 微波溶胶凝胶法；掺杂ABSTRACTMonoclinie lithium vanadium phosphate Li3V2(P04)3 cathode material for lithium ion batteries had attracted much attention for stable structure and safetyHowe
8、ver,its development was limited due to rigorous synthesis conditions and poor cycle performanceIn this paper, Li3V2(P04)3 cathode material was synthesized respectively usingmicrowave carbothermal reduction method， solgel method andmicrowave solgel method，and studied with A13+dopedThe Li3V2(P04)3 cam
9、ode material was characterized by means of X-ray diffraction(XRD)， scanning electron microscopy(SEM)， chargedischarge testsWe could studied the synthesis process， material modifying，stmcturecharacterization and electrochemical performance deeply with theseresultsFirst，Li3V2(P04)3 was synthesized Via
10、 tIle microwave carbothermal reduction method，and optimized its synthesis processAs results shown， crystal structure，particle size and surface morphology of Li3V2(P04)3 were influence by sintering temperatures and sintering timeLi3V2(P04)3 particles grew perfect gradually with sintering temperature
11、mcreasmg 疳om 800C to 850。CWhen sintering temperature grew up to 900*(2，the sample showed the excessive burning phenomenonAfter the single factor experiment，the Li3V2(P04)3 sample synthesized at 850。C for1 5min had the best electrochemical performanceThe initialchargedischarge capacity were 1 3 0 mAh
12、百1 and 120 mAh91 at 05C Its discharge capacity remained 10lmAhg-1，the highest capacity retention of 842after 50 cyclesThen，Li3V2(P04)3 was synthesized by the solgel method using thecitric acid as chelating agent and carbon sourceIt was indicated thatdiffraction peaks of samples were sharp as shown i
13、n XRD patterns-Thespecific surface area of samples were observed large from SEM images，III中南大学硕士学位论文 ABSTRACTconsidering good electrochemical performanceThe Li3V2(P04)3synthesized at 650for 20h exerted good electrochemical performancem initial chargedischarge capacity were 1 36 mAh百1 and 1 28 mAhg-1at O5CThe discharge capacity was l 1 7mAh分，the highest capacityretention of 9 14after 50 cyclesIt was revealed excellent electrochemical performance when Li3V2(P04)3 was synthesized at 65 0for 1 5min with the microwav
