具有NASCION結(jié)構(gòu)的單斜晶系磷酸釩鋰正極材料是未來高性能鋰離子電池的主要候選材料之一,這是由于它具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的電化學(xué)性能、安全性能高和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),然而磷酸釩鋰較低的電子電導(dǎo)率限制了其廣泛使用。本論文采用摻雜金屬離子的改性方法來改善磷酸釩鋰材料的電化學(xué)性能,結(jié)合x-射線衍射、掃描電鏡、恒流充放電、循環(huán)伏安和電化學(xué)阻抗等測(cè)試手段,綜合探討摻雜離子、摻雜量、碳源、合成方法、離子價(jià)態(tài)與材料的結(jié)構(gòu)形貌和電化學(xué)性能之間的關(guān)系。研究結(jié)果表明：首先,分別采用酚醛樹脂、聚偏氟乙烯（PVDF）作碳源,使用溶膠-凝膠法制備Ti⁴⁺摻雜的Li₃V₂-4/3xTix（PO₄）₃/C材料。研究表明,PVDF作為碳源合成摻雜材料的鋰離子擴(kuò)散系數(shù)較大,電子電導(dǎo)率高,小倍率下放電比容量高,循環(huán)可逆性好,容量保持率高。Ti⁴⁺摻雜量為5 wt.%時(shí),材料電化學(xué)性能最佳。表明使用PVDF作碳源摻雜適量Ti⁴⁺可以提高材料的電化學(xué)性能。然后,以PVDF作碳源... 

【文章來源】：湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池概述
        1.2.1 鋰離子電池的發(fā)展
        1.2.2 鋰離子電池的結(jié)構(gòu)
        1.2.3 鋰離子電池的工作原理
        1.2.4 鋰離子電池的性能特點(diǎn)
    1.3 鋰離子電池正極材料研究概況
        1.3.1 層狀結(jié)構(gòu)LiCoO_2
        1.3.2 尖晶石結(jié)構(gòu)LiMn_2O_4
        1.3.3 三元材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2
        1.3.4 橄欖石結(jié)構(gòu)LiFePO_4
    1.4 Li_3V_2(PO_4)_3的研究進(jìn)展
        1.4.1 Li_3V_2(PO_4)_3的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
        1.4.2 Li_3V_2(PO_4)_3的充放電機(jī)理
        1.4.3 Li_3V_2(PO_4)_3的制備方法
        1.4.4 Li_3V_2(PO_4)_3的改性研究
    1.5 本文的選題背景
    1.6 本文的研究?jī)?nèi)容
第2章 材料合成及實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 主要實(shí)驗(yàn)原料
    2.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備
    2.3 材料的制備方法
        2.3.1 高溫固相法制備正極材料
        2.3.2 溶膠-凝膠法制備正極材料
    2.4 電極片的制作與電池組裝
        2.4.1 電極片制作
        2.4.2 電池的組裝
    2.5 材料的表征與性能測(cè)試
        2.5.1 粉末X-射線衍射(XRD)
        2.5.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.5.3 恒電流充放電測(cè)試
        2.5.4 循環(huán)伏安(CV)測(cè)試
        2.5.5 電化學(xué)阻抗(EIS)測(cè)試
        2.5.6 電子電導(dǎo)率σ測(cè)定
第3章 碳源對(duì)Li_3V_(2-4/3x)Ti_x(PO_4)_3/C結(jié)構(gòu)與性能的影響
    3.1 引言
    3.2 酚醛樹脂作碳源合成Li_3V_(2-4/3x)Ti_x(PO_4)_3/C材料的結(jié)構(gòu)與性能
        3.2.1 結(jié)構(gòu)與形貌分析
        3.2.2 電化學(xué)性能分析
    3.3 PVDF作碳源合成Li_3V_(2-4/3x)Ti_x(PO_4)_3/C材料的結(jié)構(gòu)與性能
        3.3.1 結(jié)構(gòu)與形貌分析
        3.3.2 電化學(xué)性能分析
    3.4 小結(jié)
第4章 不同制備方法對(duì)Li_3V_(1.95)Cr_(0.05)(PO_4)_3/C結(jié)構(gòu)與性能的影響
    4.1 引言
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 Li_3V_(1.95)Cr_(0.05)(PO_4)_3/C材料結(jié)構(gòu)與形貌分析
        4.2.2 Li_3V_(1.95)Cr_(0.05)(PO_4)_3/C材料電化學(xué)性能分析
    4.3 小結(jié)
第5章 不同價(jià)態(tài)錳摻雜Li_3V_2(PO_4)_3結(jié)構(gòu)與性能的影響
    5.1 引言
    5.2 Mn~(2+)摻雜合成Li_3V_(2-2x/3)Mn_x(PO_4)_3/C材料結(jié)構(gòu)與性能
        5.2.1 結(jié)構(gòu)與形貌分析
        5.2.2 電化學(xué)性能分析
    5.3 Mn~(4+)摻雜合成Li_3V_(2-4x/3)Mn_x(PO_4)_3/C材料結(jié)構(gòu)與性能
        5.3.1 結(jié)構(gòu)與形貌分析
        5.3.2 電化學(xué)性能分析
    5.4 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄和參加的科研項(xiàng)目
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3183121