元志红 马 珺 陈 星 刘开宇

(中南大学化学化工学院,长沙410083)

Li3V2(PO4)3/C的P123辅助流变相法制备及电化学性能

元志红 马 珺 陈 星 刘开宇*

(中南大学化学化工学院,长沙410083)

以V2O5、NH4H2PO4、LiOH、柠檬酸、三嵌段聚合物表面活性剂P123为原料,用流变相(RPR)法制备了Li3V2(PO4)3/C正极材料.用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等方法表征,结果表明:材料为单一纯相的单斜晶体结构,颗粒均匀并呈现珊瑚结构;恒流充放电,循环伏安(CV)及电化学交流阻抗(EIS)等电化学性能测试表明,采用P123辅助合成材料电化学性能明显优于未采用P123辅助合成材料.3.0-4.3 V放电区间,0.1C充放电下P123辅助合成Li3V2(PO4)3/C材料首次放电比容量为129.8 mAh·g-1,经过50次循环后容量只衰减0.9%;倍率性能及循环性能优异,1C、10C、25C的首次放电比容量分别为128.2、121.3、109.1 mAh· g-1,50次循环后容量保持率分别为99.1%,96.9%,90.7%.这归因于三嵌段聚合物P123作为分散剂的同时也作为有机碳源在颗粒表面及间隙形成碳网络,有利于材料导电率的改善,降低了其电荷转移阻抗,减小了电极充放电过程的极化现象.

锂离子电池;正极材料;磷酸钒锂;流变相法;三嵌段聚合物表面活性剂P123

1 引言

磷酸根聚阴离子盐因其安全性能好、循环稳定性高和比容量较高等优点在动力电源领域有极大的市场前景.1,2Li3V2(PO4)3为钠超离子导体(NASICON)型正极材料,其开放性的三维框架结构有利于锂离子快速迁移,3在锂离子嵌脱过程中能保持良好的稳定性,4满足新一代锂离子电池对高能量及高功率密度的要求.5但由于磷酸根聚阴离子的结构限制,Li3V2(PO4)3的导电率低,导……