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多孔结构Li3V2(PO4)3/C正极材料的制备及电化学性能

2012-04-23刘素琴黄可龙房雪松

电源技术 2012年5期

张 新, 刘素琴*, 黄可龙, 房雪松, 程 凤

(中南大学化学化工学院,湖南长沙 410083)

NASICON结构的Li3V2(PO4)3具有结构稳定、工作电位高(3.16~4.15 V,vs.Li/Li+)、理论比容量较高(197mAh/g)和优良的循环稳定性等优点[1-2],被认为是有巨大发展潜力锂离子电池的正极材料之一。然而同其它聚阴离子化合物一样,Li3V2(PO4)3存在较大电流密度下充、放电比容量低,即材料的电导率较低的缺陷[3-5]。通常的解决方法是对其进行高导电材料包覆、过渡金属掺杂或控制活性粒子的尺寸[6-8]。

多孔材料具有较大的比表面积,可以增强活性物质与电解液的接触,从而提高了材料的反应活性位点;该形貌易于高电导率的电解液的渗入,提高了材料的锂离子扩散速度;电解液在多孔材料内部的渗入也缩短了锂离子的扩散距离。多孔材料的特性对锂电正极材料电化学性能有着明显改善作用,Gaberscek[9]等通过溶胶凝胶法合成多孔LiFePO4/C复合材料,该材料表现出优越的电化学性能,即使在3 400mA/g倍率下循环50次,再在低倍率下循环材料仍有良好的放电比容量。Fan[10]等由简易的一步法制备得到多孔Li2FeSiO4/C材料,材料的循环性能得到有力的改善。然而,目前国内外对多孔结构Li3V2(PO4)3/C复合材料材料的研究仍鲜有报道。

本文采用高温固相法以Li2CO3、NH4H2PO4、V2O5、草酸及淀粉为原料成功合成出多孔结构Li3V2(PO4)3/C复合材料,并对其物理及电化学性能进行研究。

1 实验材料和方法

1.1 材料合成

以Li2CO3(天津市化学试剂研究所,AR),V2O5(湖南湘中精细化学品厂,AR),NH4H2PO4(上海试剂一厂,AR),草酸(长沙湘科精细化工厂,AR)以及淀粉(湖南师范大学化学试剂厂,AR)为原料。……

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