锂离子电池正极材料Li_3V_2（PO_4）_3的合成及改性研究

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锂离子电池正极材料Li_3V_2（PO_4）_3的合成及改性研究

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毕业论文范文题目：锂离子电池正极材料Li_3V_2（PO_4）_3的合成及改性研究，论文范文关键词：锂离子电池正极材料Li_3V_2（PO_4）_3的合成及改性研究
锂离子电池正极材料Li_3V_2（PO_4）_3的合成及改性研究毕业论文范文介绍开始：
【论文摘要】：Li3V2(PO4)3具有原材料来源丰富、比容量高、工作电压高、安全性能好等特点,有望替代市场主流材料LiCoO2以及新型动力锂离子电池材料LiMn2O4、LiFePO4成为下一代的锂离子电池正极材料。但是材料本身的三维结构限制了其电导率较低,使其倍率性能和循环性能受到影响而表现不佳；且现有的制备方法也存在操作繁复、制备产品粒径过大、杂质多等一系列问题。因此,要实现材料的商品化,解决这两方面问题是关键。本文探索出了一种快速溶胶凝胶法,将溶胶凝胶法制备Li3V2(PO4)3材料的总时间缩至约16h。研究表明,在850℃焙烧下4h得到结晶（此处忽略..）良好、无杂质且性能最优的纯相Li3V2(PO4)3,0.1C的倍率下首次放电比容量为138mAh/g,对应的库伦效率高达97.3%。交流阻抗测试显示材料的电荷转移电阻Rct约为670Ω。以PEG(M=10000)Superp(质量比为1：1)为碳源对Li3V2(PO4)3进行了包覆改性。研究表明,含量在2.29%-10.44%之内的碳源不会影响单斜晶系Li3V2(PO4)3的晶体结构。改性后,材料颗粒的平均粒径由纯相Li3V2(PO4)3的900nm降至约600nm,且分布更均匀,团聚情况得到很好地改善；SEM图中可观察到纳米碳颗粒包覆在Li3V2(PO4)3颗粒表面,甚至形成链状或网状的导电碳层。碳含量为3.79%时,材料性能最优（此处忽略..）,具有最高的放电比容量,为173mAh/g(3.0-4.8V,0.1C),30个充放电循环后的容量保持率达到90%,材料的电荷转移电阻Rct由纯相的670Ω降至200Ω,得到极大的改善,从而表现出很好的倍率性能和循环性能。0.25C、1C测试时,该样品60个充放电循环后的容量保持率均可达到80%,在5C的大倍率测试下,60个循环的容量保持率仍有78%。尤其是在3.0-4.3V的电压区间内,该样品在1C、5C的倍率下测试,最高放电比容量分别为138.2mAh/g和106mAh/g,60个循环的容量保持率却高达93%和92%。以B为掺杂元素,对材料进行了体相掺杂改性,合成了Li3V2-xBx(PO4)3/C(x=0,0.1,0.15,（本文此处忽略..）0.2,0.25,0.3)系列样品。研究表明,x3的Li3V2-xBx(PO4)3/C材料不会改变Li3V2(PO4)3的晶体结构,保持无杂质、单斜Li3V2(PO4)3结构；但是随着B掺杂量增大,x=0.25、0.3时,材料开始出现杂质峰。改性后的材料团聚情况减少,但是当x=0.25、0.3时,样品的SEM照片显示出大颗粒材料的出现。B掺杂改性后,系列材料的内阻降至530Ω以下；但是x=3时,材料的电荷转移电阻Rct却高达1200Ω,远大于未改性的Li3V2(PO4)3材料；在Li3V2-xBx(PO4)3/C系列改性材料中,Li3V1.85B0.15(PO4)3/C表现出最优的电化学性能,0.1C和0.5C下50个充放电的容量保持率（略..）均在70%以上

以上为本篇毕业论文范文锂离子电池正极材料Li_3V_2（PO_4）_3的合成及改性研究的介绍部分。

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