论文部分内容阅读
采用溶胶-凝胶法制备了磷酸钒锂正极材料,以XRD、SEM、EDS及正电子湮没技术对材料的微结构进行了表征,用电化学工作站和电池测试系统测试了样品的电化学性能。本文主要研究不同烧结温度、烧结时间、Li：V摩尔比以及CA：V摩尔比对Li3V2(PO4)3材料微结构及电化学性能的影响；A13+、Cr3+掺杂对Li3V2(PO4)3材料微结构及电化学性能的影响；Li3V2(PO4)3·%LiFePO4复合材料的电化学性能。主要实验结果如下：(1)当烧结温度T为850℃、烧结时间t为12h、Li：V摩尔比为3.1：2、CA：V摩尔比为1：1时,Li3V2(PO4)3/C具有较好的电化学性能：其电荷阻抗较小；在0.25C和5C放电倍率下,其首次充放电比容量分别为196.6/150.6mAh·g-1和195.9/115.1mAh·g-1;在0.25C和5C放电倍率下,经100次循环后,其放电比容量保留率分别为86.6%和76.2%,显示了较好的循环稳定性。(2) Al3+、Cr3+掺杂不改变Li3V2(PO4)3/C材料本身的NASICON结构。(3)在磷酸钒锂材料中掺入少量的Al3+,材料的电子密度与缺陷密度升高。实验结果显示：Li3V1.90Al0.10(PO4)3/C材料的电子密度较高,其电化学特性较好：在0.25C和5C放电倍率下,其首次充放电比容量分别为195.0/167.6mAh·g-1和195.3/126.7mAh·g-1;在0.25C和5C放电倍率下,经循环100次后,其放电比容量保留率分别为89.4%和80.4%。(4)在磷酸钒锂材料中掺入少量的Cr3+,材料的电子密度与缺陷密度升高。实验结果显示,Li3V1.90Cr0.10(PO4)3/C的电子密度较高,在0.25C放电倍率时,其首次充放电比容量为193.2/165.6mAh·g-1经100次循环后的效率为88.0%,显示了优于未掺杂样品(Li3V2(PO4)3)的电化学性能；在5C放电倍率时,Li3V1.90Cr0.10(P04)3/C首次充放电比容量为192.8/125.4mAh·g-1,但经100次循环后,其效率仅为74.4%,略低于未掺杂样品。(5)XRD图谱显示：Li3V2(PO4)3·%LiFePO4复合材料的XRD图谱同时兼有Li3V2(PO4)3和LiFePO4两种材料的特征峰,并含有少量的杂质峰。(6)对Li3V2(PO4)3·%LiFePO4复合材料的电化学性能测量结果表明,Li3V2(PO4)3·30%LiFePO4复合材料具有较低的电荷阻抗和良好的循环伏安特性,显示了较好的电化学性能。样品在5C放电倍率下的首次充放电比容量为196.4/141.0mAh·g-1,循环效率为86.2%,显示了优良的大倍率循环充放电性能。