【摘 要】
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磷酸钒锂(Li3V2(P04)3)作为锂离子动力电池的首选正极材料具有价格低廉、环境友好、安全性高、循环性能突出等优点,已成为目前竞相研究的热点之一。然而Li3V2(PO4)3的电化学
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磷酸钒锂(Li3V2(P04)3)作为锂离子动力电池的首选正极材料具有价格低廉、环境友好、安全性高、循环性能突出等优点,已成为目前竞相研究的热点之一。然而Li3V2(PO4)3的电化学性能需要提高。由于Li3V2(PO4)3电子导电率和锂离子扩散速率较低,严重制约了材料在动力电池领域的应用。石墨烯作为新的碳材料能够有效的克服其缺点,掺杂少量石墨烯不仅能够提高Li3V2(PO4)3的电子电导率,同时也提高其倍率性能。采用溶胶凝胶法以氧化石墨烯(GO)为碳源合成了具有单斜结构的Li3V2(P04)3/GN复合正极材料。考察了烧结温度、烧结时间和GO的添加量对Li3V2(P04)3/GN电化学性能的影响。结果是当烧结温度在80C℃,焙烧10 h合成的Li3V2(PO4)3/GN具有较高电化学性能。采用循环伏安法和交流阻抗技术研究了 Li3V2(P04)3/GN的电极过程动力学过程。电化学性能测试结果表明,当GO和Li3V2(PO4)3质量比为0.02:1时Li3V2(PO4)3/GN在0.1 C、0.5 C、1C和2 C倍率下具有良好的放电比容量,分别为128.3、124.6、122.1和117.6 mAh/g。在该实验条件下,氧化石墨烯被还原为石墨烯(GN),以GN为碳材料制备Li3V2(P04)3/GN复合物。XRD和SEM结果表明,少量的石墨烯没有改变磷酸钒锂的晶体结构。电化学测试结果表明,Li3V2(P04)3/GN复合材料在0.1 C和10 C倍率下放电比容量分别达到140.6和111 mAh/g。在60次充放电循环后放电比容量保持在108 mAh/g。抗坏血酸(VC)改性氧化石墨烯(mGO)为碳材料制备的Li3V2(PO4)3/GN复合材料在0.1 C和10C下放电比容量分别为134.9mAh/g和91.4mAh/g。
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