鋰離子電池正極材料V6O13的合成與金屬離子摻雜改性研究.pdf

1、釩氧化物V6O13因具有高理論比容量、高能量密度等優(yōu)點，有望應用于高比能鋰離子電池中。但其循環(huán)性能不佳，現(xiàn)有的合成工藝也存在著工藝復雜或產(chǎn)品組成不均勻且顆粒較大等缺點，導致其研究進展緩慢。本文針對以上問題，采用工藝簡單的合成方法合成了V6O13，并對其進行摻雜改性，為其在鋰離子電池中的開發(fā)應用奠定理論基礎。
　　本文采用溶劑熱法合成了帶狀的V6O13前驅(qū)體，研究了熱處理溫度對產(chǎn)物的物化性能和電化學性能的影響。研究表明，溫度過低時產(chǎn)

2、品的結(jié)晶度不高，但溫度過高會使部分前驅(qū)體在空氣中氧化，當溫度達到500℃時，前驅(qū)體被完全氧化為V2O5；當溫度為350℃時，產(chǎn)品為0.6-2μm長、0.3-0.5μm寬的棒狀顆粒，其電化學性能最好，0.1C倍率下，電壓范圍為1.5-4.0V時，其首次放電容量為323.5 mAhg-1，充放電循環(huán)50次后其容量保持率達82.5％。采用水熱法合成了片狀的V6O13前驅(qū)體，研究了熱處理溫度對產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和電化學性能的影響。研究結(jié)果與溶劑熱法

3、合成的產(chǎn)品相似：溫度過低的產(chǎn)物結(jié)晶度不高，而溫度過高會使部分前驅(qū)體在空氣中氧化，產(chǎn)品的顆粒變大，最終使得產(chǎn)品的電化學性能不佳；產(chǎn)品的最佳熱處理溫度為400℃，但其電化學性能較溶劑熱法合成的產(chǎn)品差；0.1C倍率下，電壓范圍為1.5-3.5V時，最佳產(chǎn)品的首次放電比容量為307.5 mAh g-1，循環(huán)50次后其容量保持率為73%。選擇了Cr、Ag、Cu、Mn四種金屬離子對V6O13的摻雜改性進行了研究。比較分析了不同摻雜濃度下，改性產(chǎn)物的