高温固相制备锂离子电池正极材料磷酸钒锂..docVIP

高温固相法制备锂离子电池正极材料磷酸钒锂 摘 要 以LiOH·H2O(或Li2CO3)、V2O5NH4H2PO4为原料，石墨或蔗糖为还原剂，采用高温固相法合成了锂离子电池正极材料磷酸钒锂(Li3V2(PO4)3)。用X射线衍射实验考察了合成温度等条件对产物组成和晶相的影响。结果表明，随着焙烧温度的升高，杂相的衍射峰相对强度逐渐减弱，当煅烧温度达到850℃时，杂相衍射峰基本消失，所得样品为纯相的Li3V2(PO4)3样品。按Li、V、P3.05∶2∶3将原料在850℃下焙烧24h，合成得到正极材料。该材料在0.1C充放电制度下，首次充电比容量达到60mA·h/g。经过20次循环后，放电容量仍然高达50mA·h/ g。 关键词：锂离子电池，正极材料，Li3V2(PO4)3，碳热还原，循环伏安  Preparation of Li3V2(PO4)3 Cathode Material By high temperature Solid-state Method Abstract The cathode material Li3V2(PO4)3 was prepared by solid state reaction of LiOH·H2O(or Li2CO3),V2O5（or NH4VO3）and NH4H2PO4,with graphite or sucrose as the reducting agent . The effects of reaction conditions such as temperature on thest ructure were investigated by X-ray diffractrometry. The results show that the sample synthesized from the raw materials with molar ratio of Li,V and P of 3.05 ∶2 ∶3 at 850 ℃ for 24 h has a pure monoclinic crystal structure ,which derives a initial discharge specific capacity of 60 mA·h/ g. Af ter charged/ discharged at 0.1C rate for 20 cycles,the sample retaines a discharge specific capacity of 50mA·h/g. Keywords：lithium-ion battery,cathode material,Li3V2(PO4)3,carbothermal reduction  目 录 摘 要 I Abstract II 第1章 绪论 5 1.1 课题背景及研究意义 5 1.2 国内外研究现状 6 1.2.1 国外研究现状 6 1.2.2 国内研究现状 6 1.3 锂离子电池概述 7 1.3.1 锂离子电池的构成 7 1.3.2 锂离子电池的工作原理 8 1.3.3 锂离子电池的特征 9 1.4 Li3V2(PO4)3正极材料的研究现状 9 1.4.1 Li3V2(PO4)3的结构特点 10 1.4.2 Li3V2(PO4)3的电化学性能 11 1.4.3 Li3V2(PO4)3的制备方法 13 1.5 课题研究的主要内容 14 第2章 实验材料与试验方法 16 2.1 实验材料 16 2.1.1 实验药品 16 2.1.2 本实验所用的实验仪器 17 2.2 Li3V2(PO4)3的制备方案 17 2.3 正极材料Li3V2(PO4)3 的制备 18 2.4 电极的制备以及纽扣电池的组装及测试 19 2.5 样品的表征方法 19 2.5.1 X射线衍射（XRD）分析 19 2.5.2 红外吸收光谱分析 20 2.6 电极的电化学性能测试 20 2.6.1 电池的恒电流充放电测试 20 2.6.2 电化学阻抗谱（EIS）测试 21 3.1 磷酸钒锂的制备 22 3.2 纽扣电池的组装 23 3.2.1 组装前的准备 23 3.2.2 组装纽扣电池 23 3.3 样品的表征测试及电极的性能测试 23 3.3.1 X射线衍射测试及分析 23 3.3.2 红外吸收光谱测试及分析 24 3.3.3 电池的恒电流充放电测试 25 3.3.4 电化学阻抗谱测试 27 3.4 本章小结 28 结 论 29 致 谢 30 参考文献 31 第1章 绪论 1.1 课题背景及研究意义 锂离子电池具有电压高，比能量大，循环寿命长，放电