1、锂离子电池正极材料磷酸钒锂的分析研究进展 本文由hnzzwxf贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 ? 材料 导报 年 月第 卷专辑 锂 离 子 电 池 正 极 材 料 磷 酸 钒 锂 的 研 究 进 展 刘 丽英 ， 海 燕 陈 炼。 翟 玉春 。 张 ， ， 广 东 工 业 大 学 材 料 与 能 源 学 院 ， 州 ； 迈 科 科 技 有 限 公 司 ， 莞 ； 广 东 东 北 大 学 材 料 与 冶金 学 院 ， 阳 ） 沈 摘 要 磷 酸钒锂 是 一种新 型的锂 离子 电池正极 材料 ， 电化 学性 能 受合成 方法及 工艺条件
2、的 影响 。介 绍 其 了 。 。 ） 的结 构特点及 充放 电过程 的 电化 学特 征 。全 面 综述 了采 用 固相 反 应 法、 溶胶一 胶 法及 微波 法 凝 等制备磷 酸钒锂 的研 究现状 ， 比较 了各种 方 法的利弊 。 并 关键 词 锂离子电池 正极材料 磷酸钒锂 合成方法 ， ， 。 ， 。 ； ， ， ， ； ， ， ） ， ） ） ， ， ） ， ， ） ， 引言 磷 酸钒 锂 。是 以磷 酸 根 聚合 阴离 子 为基 础 。 ） 的正极 材料 ， 产 生 比较 高 的氧 化还 原 电势 ， 离 子 扩 散 能够 锂 通道 大 ， 有利 于 锂 离子 的脱 嵌 。在 时
3、， 。的 ） 。 实际 比能量 比 ： ， 高 达到 ? 。尤其 是在 低温 ） ， 、 。的 比 能 量 也 能达 到 ? 一 时 ， ） ， 高于 的 ? 。的倍率 性 。 ） 和磷 酸根 四面体 分享 氧原子 ， 每个 金 属钒 原子 被 个 四 面体 的磷 原子包 围 ， 时 四面体 磷 被 个钒 八 面体 所 包 围 ， 成 同 形 了三 维 的网状结构 ， 原子处 于这个 框架结 构 的孔 穴 里 ， 锂 个 ） 结 构单元 中存 在 个这 样 的四重 晶体结 构 ， 。 。 所 以共 有 个锂 原子 的位置 。图 为 。 ） 的结 构示 。 意框 图 ， 中 标 注 了 锂 离
4、子 占位 的 近 似 面 积 。 其 等 的研 究也 给 出 了类 似 的 结构 。 由 于磷 酸根 的加 入 替 代 了氧 离子 ， 使化 合 物 的三 维结 构 发 生变 化 ， 种 三维 结构 允 这 能也优 于钴 酸锂 。另外其 还具有 热 稳定 性好 、 安全 性 高 等优 点， 成为制 备高 能量 、 功率 密 度锂 离 子 电池 的候 选 材 料 之 高 一 。 许 速 或 者 快 速 地 从 单 斜 磷 酸 钒 结 构 中可 逆脱 慢 出 。 但 由于磷 酸钒 锂 的三 维 结 构使 金 属 离 子 相 隔较 远 ， 。 。 ） 具有 较 高 的理 论容 量 和 能量 密 度
5、， 且 放 而 降低 了电子迁 移率 ， 导致 电子 导 电率 低 目 ， 前 主要通 过 。 改进合 成方法 、 化工 艺条件 及掺 杂 等途 径解 决磷 酸 钒锂 存 优 在的 问题 ， 并取得 了一 定进 展 。 电电压稳定 ， 比较理 想 的锂 离 子 电 池 正极 材 料 。的脱 是 嵌程 度随充 放 电 电压 范 围 的不 同而 改 变 。 当充 电终 止 电压 小于 时， 只有 脱嵌 ， 理论 比容量 为 ? 。而 当充电终 止电压 高达 时 ， 能够 可逆 地 从 晶格 中脱 嵌 ， 对应 的 理论 比容 量 达 到 ? 。随着 综述 了 。 。的 结 构 、 化 学 特 征
6、及 合 成 方 法 ） 电 等， 介绍 了 已经 取得 的研究 成果 ， 价 了各 种方 法 的利 弊 ， 评 并 指 出了今后 的研究 方 向。 耐高压电解液的出现， 。 。 对 ） 在高电压范 围内的电 化学 性能研 究也 逐渐增 多 。在 ， 脱嵌 过程 中 ， 环伏 安 循 曲线 上 出现 相 应 的 氧 化 还 原 峰 。个 氧 化 峰 分 别 位 于 约 ） 的结 构 及 电化 学 特 征 。 。 于三斜 晶系 ， ） 属 在三 维结 构 中， 金属 八 面体 广 东 省高校优 秀青 年创 新人才 培育项 目 ） 和 附近 ， 、 、 个还 原峰分 别 位于 、 刘 丽英 ： ，
7、年 生， 士后 ， 师 ， 女 博 讲 主要从 事新 能源材料 的研 究 ： ： ? 材料 导报 年 月第 卷 专辑 金属 离子掺杂 金属离 子掺 杂也 是 改善 电池 材料 电化 学 性 能 的一 条 有 效 途径 。 目前 ， 关于金 属离 子掺杂 对磷 酸 钒锂 性 能影 响 的报 道相 对 比较 少 。掺 ” 、 、 勰 、 。的研 究结 果 表 明， 通过各 种方 法掺 杂 金 属离 子 后磷 酸钒 锂 的 电导 率 、 离 锂 ， ） ， ： ， ， ） ， ， ： 子 扩散系数 、 放 电容 量 、 环 性 能 或倍 率 特 性 等 都有 不 同 充 循 程 度的改善 。主要 原
8、 因是掺杂 后 的产物 具有 粒 度分 布 好 、 结 构更稳 定 的特点 。 。 刘素琴 ， 联 兴 ， 可 龙 ， 新 型 锂 离 子 电池 正 极 材 料 唐 黄 等 。的合 成 及 其性 能 中 国有 色 金 属 学 报 ， ） ， ： ） 结 语 以磷酸根 聚 阴离子 为基础 的正极 材 料 ， 誉为 是 继金 属 被 姜霖琳 ， 田彦文 ， 丽英 刘 碳热 还原法 制备锂离 子 电池正极 材料 ） 的研 究 材 料 与冶 金 学 报 ， 。 ， ）： 硫化 物和金 属 氧 化 物 之后 的 第 代 锂 离 子 电池 正 极 材 料 。 理论 和实验 都证 明 ， 酸 钒锂 具 有
9、优 异 的综 合 电化 学性 能 ， 磷 非 常适合作 为高 能锂离 子 电池 的 正极材 料 ， 已经 引起 了广 泛 的关 注 。同时 ， 国具有 得 天独厚 地 开发 。 。的资 我 ） 源优 势 ， 应该在 这方 面进 行深入 研 究 。虽 然 磷酸 钒 锂 的研 更 究 已经取得 了较 大进 展 ， 但相 对 于 其 它 正极 材 料 ， 对磷 酸 钒 刘 丽 英 ， 彦 文 ， 霖 琳 ， 离 子 电 池 正 极 材 料 田 姜 等 锂 一 。的 制 备及 电 化 学 性 能 研 究 东北 大 学 学 报 ， ） ， 刊 增 ， ， ， ） ， ， ， ， ， 锂 的研 究还 比较
10、 少 ， 特别 是关 于 掺 杂 改 性 及作 用 机 理 的 研 究， 而且磷 酸钒锂 的综 合性 能 仍 有很 大 的提 升 空 间 ， 别 是 特 高 电压 范 围 内的电 化学 性 能 及倍 率 特 性 。探 索新 的合 成 方 法 以及 对现 有方法 进行优 化也 是需要 继续关 注 的方 向。 ） ， ， ： 刘素琴 ， 李世彩 ， 唐联兴 ， 。 等 ） 的溶胶一 凝胶法合 参考 文献 成及 其性 能研究 无机化学学报 ， ） ， ： 刘素琴 ， 唐联兴 ， 可龙 ， 溶胶一 黄 等 凝胶法制备 ） 。 及其性能研究 无机化学学报 ， ） ， ： ， ， ， ， ， ， ： ， ， ， ， ： ） ， ， ： ， ： ） ， ， ， ， ， ， ） ） ， ， ： ， ： ， ， ， ， ， ， ， ） ： ） 一 ， ： ， 口 ， ： ， ） ， ， ， ， ） ） ） ， ， ： ， ， ： ， ， ， 一 ， ， ， ， ） ） ， ， ：
