锂离子电池正极材料Li3V2（PO4）3研究进展

锂离子电池正极材料Li3V2（PO4）3具有环保、安全性能好、成本低廉、结构稳定、电化学性能较好等特点,吸引了研究者的广泛关注。本文对Li3V2（PO4）5的结构、制备方法和电化学性能的研究现状进行了综述,并对其进行了展望Li3V2（PO4）5很有希望产业化,进而取代目前市场上的主流材料LiCoO2。     

聚阴离子型锂离子电池正极材料Li3V2（PO4）3的研究进展

与LiFePO4相比,单斜结构的磷酸钒锂（Li3V2（PO4）3）具有更高的Li＋扩散系数和更高的放电电压、能量密度和高的比容量,已成为锂离子电池正极材料的研究热点之一.综述了近年来Li3 V2（PO4）3的主要合成方法、充放电机理及其掺杂改性的研究现状,并且对Li3V2（PO4）3的发展趋势进行了展望.     

铜（Ⅱ）掺杂Li3V2（PO4）3/C的结构与性能

用一步碳热还原法制备了Li3V2-xCux(PO4)3/C(x=0.00、0.02、0.05、0.08、0.10、0.15)复合正极材料,并研究了掺杂对材料结构、微观形貌、充放电性能的影响。结果表明掺杂少量铜(Ⅱ)不会影响材料Li3V2(PO4)3的基本结构,但会在Li3V2(PO4)3中形成电子缺陷,提高晶体内部原子的无序化程度,降低极化和电荷转移电阻。从而改善材料的电化学性能。Li3V1.98Cu0.02(PO4)3/C的10 C放电容量比Li3V2(PO4)3/C提高了20 mA.h/g,具有较好的倍率性能。     

锂离子电池正极材料磷酸钒锂的研究进展

Li3V2(PO4)3因具有优异的电化学性能,成为目前倍受关注的锂离子电池正极材料。介绍了单斜结构磷酸钒锂[α-Li3V2(PO4)3]的结构及充放电机理,概述了几种主要的制备Li3V2(PO4)3方法,包括了固相法、溶胶-凝胶法、微波法。同时阐述了几种主要方法用来对Li3V2(PO4)3电化学性能进行改性研究,对该材料的发展前景进行了展望。     

锂离子电池正极材料Li3V2[(PO4)1-xFx]3/C的合成及性能表征

以LiH2PO4、LiF和V2O5为原料,蔗糖为还原剂,用碳热还原法合成了Li3V2[(PO4)1-xFx]3/C(x=0、0.02、0.05、0.08、0.10和0.15),并用X射线衍射、Fourier变换红外光谱、循环伏安、交流阻抗谱和恒流充放电技术研究了F-掺杂对材料结构和电化学性能的影响.结果表明:F-掺杂Li3V2(PO4)3/C与纯Li3V2(PO4)3/C均为单斜结构,但少量的F-掺杂可提高电极反应可逆程度和电导率,降低电荷传递阻抗;在所得的F-掺杂材料中,Li3V2[(PO4)0.95F0.05]3/C具有较好的电化学性能.在3.0～4.2V (vs.Li/Li+)循环时,电极的0.5C放电容量为124.4 mA·h/g,50次循环后容量保持率为98.5％,15C下的放电容量为84.7mA·h/g,50次循环后容量保持率为97.4％,而Li3V2(PO4)3/C的仅为59.2 mA·h/g和89.0％.     

磷酸铁锂和磷酸钒锂复合正极材料研究进展

自锂离子电池被发现以来,对锂离子电池的正极材料的研究也趋于白热化.继LiCoO2之后兴起了一系列可以作为锂离子电池正极的材料.由于稳定性好,安全性能高,绿色环保而且资源比较丰富,LiFePO4和Li3V2(PO4)3成为锂离子正极材料的候选材料之一,也是现在的研究重点.此文章主要对LiFePO4和Li3V2(PO4)3的结构特点,二者复合材料的复合机制以及电化学性能进行论述,并对LiFePO4和Li3V2(PO4)3复合锂离子电池正极材料的应用及发展方向进行说明.     

离子掺杂对Li_3V_2(PO_4)_3/C电化学性能的影响

采用溶胶-碳热还原法制备了Li3V2-xMx(PO4)3/C(M=Ti,Fe,Ce;x=0.06)复合正极材料,通过XRD、SEM、恒流充放电和电化学阻抗等测试方法研究了Ti4+、Fe3+和Ce3+适量掺杂对材料结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明:Ti4+、Fe3+和Ce3+的适量掺杂并未改变材料结构,对材料形貌也未产生明显的影响,但可以在一定程度上降低一次颗粒的尺寸,提高材料的电导率。所有掺杂材料的充放电性能和循环稳定性明显改善,其中Li3V1.94Fe0.06(PO4)3/C表现出最优的电化学性能。     

电池正极材料Li3V2-2x/3Mnx（PO4）3/C的制备及性能研究

以V2O5、NH4H2PO4、Li2CO3、(CH3COO)2Mn.4H2O原料,以葡萄糖和抗坏血酸为复合还原剂及碳源,通过常温还原-低温烧结法制备锂离子电池正极材料Li3V(2-2x/3)Mnx(PO4)3/C(x=0,0.03,0.06,0.09,0.12)。通过X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),恒电流充放电测试对该正极材料的物相、结构、微观形貌以及电化学性能进行了表征。结果表明,Mn2+的掺杂对磷酸钒锂电化学性能的发挥影响很大,其中当锰掺杂量x=0.09时材料表现出最佳的电化学性能,0.2 C倍率条件下首次放电比容量131 mAh/g,循环50次后容量衰减仅为4.02%。     

聚阴离子型锂离子电池正极材料Li_3V_2(PO_4)_3的研究进展

与LiFePO4相比,单斜结构的磷酸钒锂(Li3V2(PO4)3)具有更高的Li+扩散系数和更高的放电电压、能量密度和高的比容量,已成为锂离子电池正极材料的研究热点之一。综述了近年来Li3V2(PO4)3的主要合成方法、充放电机理及其掺杂改性的研究现状,并且对Li3V2(PO4)3的发展趋势进行了展望。     

Li4Ti5O12/Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3复合负极材料的制备及其性能*

采用溶胶-凝胶法合成Li4Ti5O12/Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3复合负极材料,通过X射线衍射、扫描电子显微镜、恒电流充放电、循环伏安和电化学阻抗研究复合材料的结构、形貌及电化学性能。结果表明：溶胶-凝胶法能合成纯相Li4Ti5O12/Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3复合负极材料,所合成材料颗粒均匀。与纯相Li4Ti5O12相比,引入Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3的Li4Ti5O12复合负极材料具有更低的锂离子嵌入/脱出阻抗,Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3质量分数为1%、2%、3%、4%、5%的Li4Ti5O12复合材料首次放电容量比纯相Li4Ti5O12分别提高了6.2%、11.8%、15.5%、8.0%和2.0%。Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3质量分数为3%的Li4Ti5O12复合负极材料20次循环后每次循环容量衰减率为0.022%,循环性能最好。     

碳保护固相合成Li3V2（PO4）3/C工艺及其电化学性能研究

在碳粉填埋保护条件下,分别以草酸、硝酸锂、磷酸二氢铵和偏钒酸铵为碳源、锂源、磷源和钒源,采用固相合成法,在900,1 000,1 100℃下制备了Li3V2（PO4）3/C正极材料。X射线衍射、扫描电子显微镜和充放电分析测试表明,900,1 000,1 100℃焙烧均可获得较纯且粒径为50 nm~3μm的Li3V2（PO4）3/C;随焙烧温度升高,合成产物中的LiVP2O7杂质相含量下降;在0.1 C充放电倍率下,900,1 000,1 100℃合成的Li3V2（PO4）3/C充放电30次后容量保持率分别为80%,98.5%和95.7%。     

锂离子电池正极材料磷酸钒锂的制备及性能研究

以氢氧化锂、钒酸铵、磷酸二氢铵为原料,通过溶胶-凝胶法制备Li3V2(PO4)3,采用SEM和XRD研究了不同的烧结温度和烧结时间对材料形貌结构的影响。结果表明最佳制备条件为:800℃下样品烧结9 h,0.1 C条件下表现出首次充放电容量分别为129.1和127.2 mAh/g,40个周期后仍能保持在124.7 mAh/g水平。     

基于Li2O-TiO2-P2O5体系玻璃/微晶玻璃电解质的研究进展

近年来人们对具有NASICON结构的LiTi2(PO4)3作为快离子导体进行了深入的研究,一些研究者以Li2O-TiO2-P2O5为体系通过改变其氧化物配比或掺杂等方法将其制成玻璃或微晶玻璃以提高其离子导电率等性能。本文介绍了以Li2O-TiO2-P2O5体系为基础进行掺杂Al2O3以及其他氧化物做成玻璃或微晶玻璃的一些方法、离子传导率等性能对比。     

不同碳源合成Li2MnSiO4／C正极材料的电化学性能

采用溶胶一凝胶法合成Li2MnSiO4并以葡萄糖、己二酸和蔗糖为碳源合成Li2MnSiO4／C材料,对其进行XRD物相分析和SEM形貌分析。对合成出的Li2MnSiO4及Li2MnSiO4／C电极进行了充放电和电化学阻抗谱（EIS）测试。充放电结果表明碳包覆可以提高Li2MnSiO4放电容量,EIS结果说明,Li2MnSiO4／C能够减少电荷传递电阻,增加锂离子在颗粒内部的扩散速率,从而提高材料的电化学性能。     

柠檬酸包覆钛酸锂负极材料的改性研究

采用柠檬酸(C6H8O7·H2O)作碳源制备Li4Ti5O12/C复合材料,利用X射线粉末衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了柠檬酸添加量对材料结构和形貌的影响。研究结果表明:添加不同量的柠檬酸,所制备的样品均为尖晶石型结构。随着柠檬酸添加量的增加,材料颗粒粒径逐渐增大,分布更加均匀,团聚也逐渐加剧。在1.0~2.5V的电压范围内,对样品进行恒流充放电测试,柠檬酸(C6H8O7·H2O)的添加量为6%时,制备的Li4Ti5O12/C复合材料具有最佳的电化学性能,0.2C和1C的放电比容量分别为171.3m Ah/g和165.4m Ah/g。     

Li3PO4助熔剂添加对Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3性质的影响研究

采用溶胶-凝胶法合成Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3粉末,向Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3粉末中添加不同摩尔分数的Li3PO4助熔剂烧结制备锂离子固体电解质Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3烧结片。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜研究合成产物的结构与形貌,采用循环伏安及交流阻抗技术研究合成产物的氧化-还原电位、离子电导率和活化能。结果表明,添加与未添加Li3PO4助熔剂的Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3烧结片具有相似的X射线衍射结果。添加Li3PO4的Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3烧结片空隙率较小,更为致密。添加Li3PO4对Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3的氧化-还原电位影响不大。在所有添加Li3PO4助熔剂的Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3烧结片中,添加摩尔分数1%Li3PO4的烧结片具有最高的离子电导率6.15×10-4S.cm-1和最低的活化能0.314 2 eV。     

黏结剂对柴油车用V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂选择性催化还原性能的影响

采用偏NH_4VO_3和TiO_2为前驱体制备选择性催化还原(SCR)催化剂涂层所需浆料,将浆料浸涂在蜂窝陶瓷载体上,得到整体涂覆式SCR催化剂。研究了SiO_2溶胶、H_3PO_4及H_3NO_3对催化剂涂层耐久性及活性的影响。在模拟评价装置上对催化剂活性进行了评价。结果表明,SiO_2溶胶和H_3PO_4对催化剂涂层耐久性具有明显改善作用,质量分数8%的SiO_2溶胶和4%的H_3PO_4使催化剂涂层脱落率从32.71%降至4.08%和17.89%;V_2O_5-WO_3/TiO_2-4%SiO_2溶胶催化剂表现出较高的活性和选择性,新鲜催化剂NO的起燃温度(T_(50))为205℃,随着H_3PO_4添加量的增加,催化剂低温活性逐渐降低,高H_3PO_4添加量时,催化剂表面被H_3PO_4覆盖,大部分与钛及钒键连接的羟基基团被P—OH所取代,催化剂SCR活性降低。