【摘 要】
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目前商业化的锂离子正极材料在安全性和热稳定性方面存在着严重的不足,橄榄石型的正极材料成为其主要的发展方向,聚阴离子磷酸钒锂正极材料具有工作电压高、理论比容量高及安
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目前商业化的锂离子正极材料在安全性和热稳定性方面存在着严重的不足,橄榄石型的正极材料成为其主要的发展方向,聚阴离子磷酸钒锂正极材料具有工作电压高、理论比容量高及安全性能好等优点,成为近年来的研究热点,特别是关于提高磷酸钒锂电导率的研究。本论文以(NH4)2HPO4、V205、Li2CO3和柠檬酸为原料,采用冷冻干燥法制备金属掺杂的磷酸钒锂复合材料Li3V2(PO4)3/C,利用XRD、SEM、恒流充放电测试、交流阻抗测试等手段对材料的结构、形貌和电化学性能进行表征,研究了锻烧温度和掺杂量对Li3V2(PO4)3/C电化学性能的影响。研究结果表明,所研究的Li3V2(PO4)3/C正极材料在850℃锻烧条件下表现出最佳的电化学性能,容量最高和循环性能最好。掺杂少量的金属离子不影响Li3V2(PO4)3/C的晶体结构,但是在一定的程度上降低了 Li3V2(PO4)3/C颗粒的大小。掺杂提高了 Li3V2(PO4)3/C充放电循环的稳定性。在Na掺杂达到0.04,Mn掺杂为0.03,Cr掺杂为0.04时,Li3V2(PO4)3/C的容量最高、循环稳定性最好。采用循环伏安法和交流阻抗技术研究了 Li3V2(PO4)3/C的电极过程动力学过程。结果表明,Li3V2(PO4)3/C具有较低的阻抗和良好的循环伏安特性。掺杂提高了锂离子在Li3V2(PO4)3/C中的扩散系数、电子导电率和锂离子在Li3V2(PO4)3/C中的脱嵌能力。
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