氧化镍包覆LiV3O8的改性研究.docVIP

 氧化镍包覆 LiV3O8 的改性研究# 刘黎，郭海鹏，田方华，周萌，王先友* （湘潭大学化学学院，环境友好化学与应用教育部重点实验室，湖南湘潭 411105） 5 10 15 20 25 30 35 40 摘要：采用原位化学沉淀法，以双氧水溶胶凝胶法合成的 LiV3O8 为基体，Ni(NO3)2· 6H2O 为原料，制备 了 NiO 包覆的 LiV3O8(NiO-LiV3O8)。通过 X-射线衍射(XRD)研究了材料包覆 前后的结构特征，通过扫描电子显微镜(SEM)分析了材料形貌的变化，并运用恒流充放电及 电化学阻抗(EIS)等电化学测试方法对包覆前后的材料进行了电化学性能研究。结果表明， NiO 包覆有效地提高了材料的电化学循环性能，并减小了材料的电荷转移电阻，并且 NiO 的最佳包覆量为 5 %(质量分数)。 关键词：物理化学；LiV3O8；表面包覆；锂离子电池 中图分类号：TM911 Effect of NiO coating on the electrochemical properties of LiV3O8 cathode material Liu Li, GUO Haipeng, TIAN Fanghua, ZHOU Meng, Wang Xianyou (Key Laboratory of Environmentally Friendly Chemistry and Applications of Ministry of Education, School of Chemistry, Xiangtan University, Xiangtan, Hunan 411105, China) Abstract: The NiO coated LiV3O8 has been prepared by Ni(NO3)2·6H2O and LiV3O8 which synthesized by sol-gel method in distilled water. The influences of the coating on the structure, morphology, and electrochemical properties of LiV3O8 have been characterized by X-ray diffraction spectroscopy (XRD), scanning electron microscopy (SEM), galvanostatic charge/discharge experiments, and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). NiO nanowires were coated on the surfaces of LiV3O8 powders could be observed. The coating has been found to improve the electrochemical performance of LiV3O8 significantly. Especially, 5 %(mass fraction) NiO coated LiV3O8 shows much better electrochemical performance than uncoated LiV3O8. Key words: Physical chemistry; LiV3O8; surface coating; lithium ion batteries? 0 引言 锂离子二次电池已普遍应用于手机、摄录像机、无绳电话和笔记本电脑等便携式电子产 品中，并且在军事国防、航天航空以及新能源汽车等领域具有广阔的市场空间[1-2]。科技的 进步对锂离子电池的性能提出了更高的要求，而锂离子电池的性能很大程度上依赖于正极材 料的性能，因此，研发高容量、低成本的锂离子电池正极材料至关重要[3-6]。 Wadsley 等[7]率先提出了新型锂离子电池正极材料层状 LiV3O8，LiV3O8 具有高容量、优 异的嵌锂性能，且具有原料来源广、成本低等优点[8]，非常适合作为锂离子电池的正极材料。 但 LiV3O8 的层状结构不是很稳定，钒元素本身的多个氧化态，导致了 LiV3O8 在放电过程中 出现多个放电平台，其循环性能很差，容量衰减非常快。 表面包覆是通过在材料的表面形成一层包覆层，阻止电解液和 H+与 LiV3O8 材料的直接 接触，从而提高 LiV3O8 材料的电化学性能。Jiao 等[9]研究了 AlPO4 纳米线包覆对 LiV3O8 电 化学性能的影响，发现表面包覆是提高其循环性能的有效方法。Feng 等[1