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层状结构的Li1+xV3O8具有容量高、价格低等优点,有可能应用于下一代锂离子电池。但该材料的性能受合成方法的影响很大。高温固相法合成的样品比容量低,循环稳定性差。而低温合成具有能耗低、制备过程简单等优点。本文在较低的温度下,采用掺杂的方法对材料进行改性。主要展开以下三个方面的研究。 第一,采用不同价态的阳离子(B3+、Bi3+、Ce4+和Co2+)对材料进行掺杂。结果发现,在500℃下合成的理论组成为Li1.2V2.9Co0.1O8的样品首次放电容量为213mAh/g,40次循环之后容量为174 mAh/g。掺钴样的放电曲线具有明显的电压平台。 第二,采用Co2+和F-对材料进行共同掺杂。400℃烧结的理论组成Li1.2V2.99Co0.01O7.98F0.02的样品表现出很好的电化学性能。首次放电容量为233 mAh/g,40次循环之后容量保持为192 mAh/g,。掺杂提高了样品首次放电容量和循环稳定性。 第三,在F-掺杂的基础上,讨论锂、钒、氟配比对材料物相影响,在Li1+xV3O8-yFy中,当x=0.3或0.35时,在480℃下采用固相烧结法,可以合成出晶相单一的掺氟样。纯相掺氟样的充放电实验表明,理论组成为Li1.35V3O7.98F0.02的样品具有最佳的电化学性能,首次放电容量为280 mAh/g,并使样品的放电平台得到改善。掺氟还可以提高样品的热稳定性。