锂离子电池正极材料V6O13的合成与金属离子掺杂改性研究

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fh2029
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
钒氧化物V6O13因具有高理论比容量、高能量密度等优点,有望应用于高比能锂离子电池中。但其循环性能不佳,现有的合成工艺也存在着工艺复杂或产品组成不均匀且颗粒较大等缺点,导致其研究进展缓慢。本文针对以上问题,采用工艺简单的合成方法合成了V6O13,并对其进行掺杂改性,为其在锂离子电池中的开发应用奠定理论基础。  本文采用溶剂热法合成了带状的V6O13前驱体,研究了热处理温度对产物的物化性能和电化学性能的影响。研究表明,温度过低时产品的结晶度不高,但温度过高会使部分前驱体在空气中氧化,当温度达到500℃时,前驱体被完全氧化为V2O5;当温度为350℃时,产品为0.6-2μm长、0.3-0.5μm宽的棒状颗粒,其电化学性能最好,0.1C倍率下,电压范围为1.5-4.0V时,其首次放电容量为323.5 mAhg-1,充放电循环50次后其容量保持率达82.5%。采用水热法合成了片状的V6O13前驱体,研究了热处理温度对产品的内部结构和电化学性能的影响。研究结果与溶剂热法合成的产品相似:温度过低的产物结晶度不高,而温度过高会使部分前驱体在空气中氧化,产品的颗粒变大,最终使得产品的电化学性能不佳;产品的最佳热处理温度为400℃,但其电化学性能较溶剂热法合成的产品差;0.1C倍率下,电压范围为1.5-3.5V时,最佳产品的首次放电比容量为307.5 mAh g-1,循环50次后其容量保持率为73%。选择了Cr、Ag、Cu、Mn四种金属离子对V6O13的掺杂改性进行了研究。比较分析了不同掺杂浓度下,改性产物的结构特征和电化学性能。通过掺杂这些金属离子,改善了V6O13的电化学性能。在所合成的改性产品中,对应体系电化学性能最好的分别是Cr0.05V5.95O13、Ag0.07V5.93O13、Cu0.03V5.97O13和Mn0.02V5.98O13。金属离子掺杂V6O13具有较高的电导率和增强的电极动力学,这些材料的首次放电容量、循环性能和倍率性能都得到了较大的提高。因此,金属离子掺杂是制备高容量和高倍率V6O13正极材料的有效途径。
其他文献
该文针对目前固定态TiO催化剂存在的催化活性较低、机械性能差、制备复杂等问题,采用电化学方法,对固定态TiO催化剂进行改性研究,并将复合不同半导体催化剂的光催化活性进行
本文通过对无机纳米粒子的表面进行力化学改性,利用熔融共混的方法制备了聚氯乙烯/无机纳米粒子复合材料。研究了纳米CaCO3、纳米SiO2填充聚氯乙烯复合材料中纳米粒子的处理方
该论文以中国交通部关于高速公路突起路标行业标准为依据,着重就研制玻璃基体高速公路突起路标作了主要内容为玻璃基体高速公路突起路标结构形状设计、玻璃组成与钢化工艺研
淹没式生物膜工艺是80年代随着新型填料的出现而发展起来的一种高效污水处理技术.通过在生物反应池内放置生物膜载体填料,使悬浮生长的微生物和固定生长的微生物共存.填料表
为了降低质子交换膜燃料电池催化剂的价格、增强催化剂对甲醇的催化活性、提高质子交换膜燃料电池的电性能,该文对催化剂的制备工艺、直接甲醇燃料电池和以氢气为燃料的质子
该文在全面系统地总结气浮技术现状与发展趋势的基础上,研制开发了新型环流气浮反应器(简称ES-DAF),并设计制造了微气泡数码显微动态测量装置和气泡Zeta电位测量装置,从理论
在我国社会经济发展过程中,矿产是非常重要的组成部分,也是物质资源的基础,如果矿产资源无法得到有效的利用和开发,那么会严重影响到我国工业的发展,甚至是影响到我国国民经
该文对焊缝激光跟踪的整个过程进行了研究,以火车车身的CO焊接为背景设计了一套焊缝跟踪系统.它包括视觉传感系统、图像采集及预处理系统、特征检测与偏差识别系统、模糊控制
微絮凝-深床直接过滤工艺是七十年代发展起来的一种新型水处理技术.它实际是将混凝与过滤过程在滤池内同步完成的一种新型接触絮凝过滤工艺技术.该文在全面系统论述微絮凝-深
在现代建筑施工的材料当中,混凝土是极为关键的,在道路工程、房建工程、水利工作中应用极为广泛.混凝土非常关键,其会对整个工程项目产生直接影响.科技与经济的不断发展中,人