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在第一章中介绍了锂离子电池的组成、工作原理、发展历史和电极材料的研究现状。对水溶液锂离子电池及其电极材料研究以及LiV3O8的结构、制备和电化学性能进行了综述。
在第三章中采用液相法制备了LiV3O8电极材料,并对其在1MLi2SO4水溶液中的电化学性能进行了研究。结果表明,LiV3O8电极上的析氢过电位较大,因此充电时可充至较负的电位。在1MLi2SO4水溶液中的首次放电比容量最高可达96mAh/g。由于LiV3O8在水溶液电解质中不稳定,放电容量随充放电循环次数的增加而衰减较快,经10次循环后衰减为初始容量的40%。在充放电比容量和循环稳定性方面,液相法制备的LiV3O8优于固相法制备的LiV3O8。
在第四章中研究了不同水/乙醇体积比、不同锂盐及浓度的水-乙醇溶液电解质对LiV3O8电极性能的影响。结果表明,与第三章中纯水溶液电解质的情况相比,LiV3O8电极在放电比容量和循环稳定性方面都有一定程度的提高。当水/乙醇体积比为4:1时较为合适。倍率充放电性能测试表明,随充放电倍率增大,LiV3O8电极在水-乙醇溶液电解质中的放电比容量明显降低,大电流充放电性能不佳。
在第五章中采用液相法制备了化学掺杂Na的Li1-xNaxV3O8电极材料,对其在水-乙醇溶液电解质中的电化学性能进行了研究,并与LiV3O8电极进行了比较。循环伏安实验结果表明,部分Na取代得到的Li0.7Na0.3V3O8的动力学性能比LiV3O8要好,更有利于电化学反应。充放电性能测试表明,Li0.7Na0.3V3O8电极的放电比容量高于LiV3O8电极。
在第六章中研究了液相法LiV3O8制备过程中的热处理温度和粒子大小对LiV3O8电极在水-乙醇溶液电解质中电化学性能的影响。实验结果表明,在热处理温度为450℃条件下制备的LiV3O8具有较高的放电比容量。由于LiV3O8在水-乙醇电解质中具有一定的溶解度,因此LiV3O8粒径越大,其充放电比容量越大,循环稳定性越好。