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双碳源制备磷酸钒锂及其电化学性能

第45 卷 第11 期 稀有金属材料与工程 Vol.45, No.11 2016 年 11 月 RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING November 2016 双碳源制备磷酸钒锂及其电化学性能 1 1,2 1 1 2 孙华斌 ,张露露 ,杨学林 ,李 明 ,温兆银 (1. 三峡大学,湖北 宜昌 443002) (2. 中国科学院能量转换材料重点实验室,上海硅酸盐研究所,上海 200050) 摘 要:以葡萄糖为主碳源,抗坏血酸(AA)为辅助碳源,采用固相法合成了倍率性能优良的碳包覆磷酸钒锂(LVP/C-AA) 复合正极材料。通过X 射线衍射(XRD) 仪、扫描电镜(SEM) 、透射电镜(TEM) 、拉曼光谱(Raman) 、恒电流充放电测试、 循环伏安(CV)和交流阻抗(EIS)测试表征了材料的物相、形貌、结构和电化学性能。结果表明,添加少量的抗坏血酸为 辅助碳源对Li V (PO ) 晶体结构没有明显的影响,但能明显提高Li V (PO ) 的高倍率性能。LVP/C-AA 在5 C 时的首次 3 2 4 3 3 2 4 放电比容量可达 162.4 mAh·g- 1 ,100 次循环后容量保持率高达80.4% 。 关键词:锂离子电池;正极材料;磷酸钒锂;抗坏血酸 中图法分类号:TM912.9 文献标识码:A 文章编号:1002- 185X(2016) 11-3023-07 自从 1997 年 Goodenough[1]等首次提出将磷酸铁 容量可达 184.4 mAh·g- 1(3.0~4.8 V) ,而固相法所得材 锂(LiFePO , LFP)用作锂离子电池的正极材料后,由于 料的首次放电比容量仅为 163.3 mAh·g- 1 。虽然,研究 4 其成本低、热稳定性好、环境友好以及理论比容量高 者用抗坏血酸作碳源制备了理想性能的电极材料,但 ( 170 mAh·g- 1)[1,2] 等优点而被期望成为可替代钴酸锂 与传统碳源( 如葡萄糖、蔗糖等) 相比,完全使用抗 (LiCoO ,LCO) 的新一代实现工业化的正极材料。随 坏血酸作碳源其合成成本相对较高,不利于大规模化 2 之,其他聚阴离子型正极材料,如:硅酸铁锂(Li FeSiO , 生产。 2 4 LFS)[3,4] 、硅酸锰锂(Li MnSiO , LMS)[3,5,6] 、磷酸钒锂 本研究以葡萄糖为主碳源,并辅以少量的抗坏血 2 4 (Li V (PO ) , LVP)[7- 11] 等也逐渐被人们所关注。近年 酸为第二碳源,采用固相法合成了高倍率性能的 3 2 4 3 来,Li V (PO ) 作为新一代聚阴离子型锂离子电池正 Li V (PO ) /C 复合正极材料,并通过 XRD 、SEM 、 3 2 4 3 3 2 4 3 极材料的代表

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