【摘 要】
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Li3V2(PO4)3由于工作电压高、理论比容量高以及安全性能好等优点，被认为是具有巨大发展潜力的锂离子电池正极材料。然而Li3V2(PO4)3存在本征电子电导率较低的缺陷，极大地限制了其应用。本论文采用碳包覆的方法对Li3V2(PO4)3进行改性研究，提高材料的电子电导率，从而提高其大倍率性能。本论文的主要研究内容如下: 采用溶胶-凝胶法制备Li3V2(PO4)3/C复合正极材料，考察了碳源种
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Li3V2(PO4)3由于工作电压高、理论比容量高以及安全性能好等优点，被认为是具有巨大发展潜力的锂离子电池正极材料。然而Li3V2(PO4)3存在本征电子电导率较低的缺陷，极大地限制了其应用。本论文采用碳包覆的方法对Li3V2(PO4)3进行改性研究，提高材料的电子电导率，从而提高其大倍率性能。本论文的主要研究内容如下:
采用溶胶-凝胶法制备Li3V2(PO4)3/C复合正极材料，考察了碳源种类、煅烧温度、煅烧时间对材料性能的影响。结果表明，以PVP为碳源、750℃下煅烧8h制备的样品具有最好的电化学性能。在0.1C倍率下的首次放电比容量为126.4 mAh g-1。
采用碳包覆对Li3V2(PO4)3进行改性研究，研究了前驱体中不同的PVP添加量对材料的结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明:PVP的加入并未影响单斜Li3V2(PO4)3的晶体结构，但提高了材料的电化学性能。其中PVP添加量为9wt.％时，样品的颗粒粒径小且分布均匀，在颗粒表面包覆着一层厚度约为12nm的碳层，该样品具有优良的倍率性能和循环性能。在1C倍率下的首次放电比容量为127.2 mAh g-1;即使在20 C的高倍率下，材料的放电容量仍然有81.8 mAh g-1，经过120次充放电循环后仅有10.7％的容量损失。
采用循环伏安法和交流阻抗测试对Li3V2(PO4)3/C的电极过程动力学进行了初步研究。结果表明，采用循环伏安法计算得到Li3V2(PO4)3/C电极的锂离子扩散系数为5.74×10-8～6.43×10-8 cm2 s-1，交流阻抗法计算得到的锂离子扩散系数为3.65×10-12～1.89×10-10 cm2s-1。表明该电极具有良好的锂离子脱嵌能力。
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