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自21世纪以来,随着煤炭石油等不可再生能源的消耗及造成的污染,汽车船舶等载运工具急需开发新型绿色环保的储能装置。而锂离子电池作为新型的储能装置,被广泛地应用于便携式设备,但作为载运工具的动力电源仍需人们开发更高功率和能量密度的锂离子电池。层状结构LiV3O8材料有比容量高,成本低廉等优点,作为动力锂离子电池正极材料具有光明的应用前景。本论文主要围绕层状结构LiV3O8正极材料的制备和电化学性能的探究展开的,研究了煅烧温度对样品物相结构、微观形貌和电化学性能的影响;并通过与氧化石墨烯复合以及Nb元素掺杂进行改性处理,进一步提高了材料的电化学性能。主要结果如下:不同煅烧温度合成的LiV3O8正极材料的性能研究。第三章通过溶胶凝胶法不同温度下制备了 LiV3O8电极材料(记为LVO-350,LVO-400和LVO-450),其结构为层状结构。LVO-350样品尺寸在200-400nm之间,属于亚微米颗粒,分散较为均匀。LVO-400样品形貌为微米棒,长度约为600nm,宽度约为200nm。而LVO-450样品为块状材料,颗粒大小很不均一。其中LVO-350电极材料具有最好的电化学性能,在60mA/g的电流密度下初始放电比容量为330.9mAh/g,循环100圈后的比容量是225.5mAh/g,容量保持率为68.1%。在1200mA/g的大电流密度下,LVO-350电极放电比容量为119.4mAh/g。LiV3O8/GO复合材料的合成和性能探究。第四章先通过第三章方法制备LiV3O8材料,再将其与氧化石墨烯进行复合,制备了 LiV3O8/GO复合材料。LiV3O8/GO复合材料显示出良好的循环性能。在电流密度60mA/g下LiV3O8/GO复合材料初始放电比容量是335.2mAh/g,循环100圈后,复合材料放电比容量依旧有280.2mAh/g,容量保持率是83.5%。当电流密度增大到3A/g时,其放电比容量仍然可达118.4mAh/g,明显高于LiV3O8材料的77.2mAh/g。复合后材料倍率性能提高了。交流阻抗谱结果说明GO的复合降低了锂离子脱嵌过程的电荷转移电阻,这有利于锂离子的扩散。第五章是关于LiV3-yNbyO8材料的制备和性能的研究。Nb掺杂后的材料电化学性能有所提升,其中LiV2.94Nb0.06O8的电化学性能最好。在100mA/g电流密度下,初始放电比容量高达396.5mAh/g,循环50次后比容量保持在250.5mAh/g;在电流密度是5A/g时,其放电比容量仍然可达1.24.9mAh/g,显示出较好的倍率性能。交流阻抗谱结果说明,LiV2.94Nb0.06O8材料的电荷转移电阻与未掺杂的LiV3O8材料相比明显降低,循环50圈后其Rct阻值仅从34.68Ω变为42.54Ω,Nb元素可以稳定LiV3O8材料结构。此外,对四种样品进行扩散系数计算,发现LiV2.94Nb0.06O8电极材料Li+扩散系数最大为7.29×10-15cm2/s。表明适量的Nb元素掺杂能提高锂离子的扩散系数。