本文關鍵詞：微波法制備鋰離子電池正極材料磷酸釩鋰及其改性研究

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【摘要】：單斜結(jié)構(gòu)的Li_3V_2(PO_4)_3因具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、循環(huán)性能優(yōu)良及安全性能好等優(yōu)點而日益為人們所關注。但由于其電子導電率低影響了電化學性能,因此提高電導率已成為研究這種材料的重點。本論文分別采用微波輔助-機械化學法和微波輔助-溶膠凝膠法合成了Li_3V_2(PO_4)_3正極材料并對其改性。利用XRD、SEM等技術對合成產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)及形貌進行了分析,并采用恒電流充放電、循環(huán)伏安(CV)等技術測試了材料的電化學性能。采用微波輔助-機械化學法,以磷酸二氫鋰、五氧化二釩和蔗糖為原料,對微波輻射功率、微波輻射時間和碳源用量等因素進行了探索。結(jié)果表明:微波輻射功率、微波輻射時間和碳源用量對Li_3V_2(PO_4)_3晶形結(jié)構(gòu)影響不大,但對樣品形貌影響較大。不同條件下合成的Li_3V_2(PO_4)_3的充放電曲線形狀相似,但比容量和循環(huán)性能差異很大。經(jīng)過球磨、750W微波輻射10min、以蔗糖用量為30%合成的樣品物理性能和電化學性能最為理想。合成樣品的表面光滑,平均粒徑分布比較均勻。在3.0-4.3V電壓范圍內(nèi),0.2C倍率下,首次放電容量為132.9m Ah/g,2C倍率下,首次放電容量為111.6m Ah/g。采用微波輔助-溶膠凝膠法研究微波輻射功率、微波輻射時間和碳源對樣品結(jié)構(gòu)、形貌和電化學性能的影響。與微波輔助-機械化學法相比,該方法反應所需功率降低,反應時間縮短。經(jīng)過600W微波輻射7min、以檸檬酸為碳源合成的樣品物理性能和電化學性能較優(yōu)。首次放電容量為122.6m Ah/g,在不同倍率下循環(huán)后,容量雖有一定衰減,但保持率較高。在磷酸釩鋰材料改性的研究方面,首先采用微波輔助-溶膠凝膠法對材料進行摻雜,通過不同量的Ni、Cr和Mo摻雜對Li_3V_2(PO_4)_3進行了改性。研究發(fā)現(xiàn),摻雜對Li_3V_2(PO_4)_3的電化學性能有一定影響。結(jié)果表明:鎳離子摻雜量為0.02時,合成的樣品具有最好的電化學性能;鉻離子的摻雜量為0.04,合成的樣品具有最好的電化學性能;鉬離子的摻雜量為0.04,合成的樣品具有最好的電化學性能。其次以三聚氰胺為氮源,對鋰離子電池LVP正極材料進行氮摻雜的碳包覆改性研究,結(jié)果表明:少量氮元素的加入改善了材料的電化學性能。
【學位授予單位】：新疆師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM912

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

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中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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本文編號：1297465