镁可充电池正极材料V_6O_(13)/VO_2的制备与电化学性能研究

采用溶胶G凝胶法结合乙醇超声法制备了复合材料VO2/V6O13.通过SEM、XRD、CV、CP 方法对复合材料VO2/V6O13的微观形貌、相组成、电化学储镁性能进行了研究.结果表明,通过乙醇超声和Ar气氛煅烧还原V2O5 可得到两相复合物45%VO2 和55%V6O13;复合材料微观形貌为50-200nm 的海胆状产物;复合材料VO2/V6O13 的脱嵌镁过程均为两步,仅有部分镁离子能可逆脱嵌;在0.3mA/cm2充放电密度下,复合材料VO2/V6O13的首次放电比容量高达365mAh/g,放电平台约为-0.50V（vs.SCE）,经过11 次充放电循环,它的放电比容量仍然有160mAh/g,保持了较好的充放电循环性能,但是复合材料VO2/V6O13的脱嵌镁过程仍然受到镁离子扩散控制.总的来看,复合材料VO2/V6O13是一类有希望用于镁可充电池的钒系正极材料.

锂离子电池正极材料V_6O_(13)的合成与电化学性能

分别采用固相法、水热法和溶剂热法制备了锂离子电池正极材料V6O13。研究了不同方法制备的V6O13的物相、形貌及电化学性能。结果表明:固相法和水热法得到的V6O13纯度较低,但结晶较好;而溶剂热法合成的V6O13物相纯净,样品呈片状结构;水热法和溶剂热法制备的样品均有微量的晶格收缩。电化学性能测试表明,固相法和水热法得到的V6O13首次放电容量较大,但衰减快;溶剂热法制备的V6O13首次放电容量略低,但循环性能优异,经过52次循环,其放电比容量保持在220 mAh/g,没有衰减。

锂离子电池正极材料铁掺杂V_6O_(13)的制备及电化学性能

为有效提高V_6O_(13)正极材料在高锂状态下的放电比容量和改善循环性能,使用一种先制备前驱体再水热合成的方法制备铁掺杂V_6O_(13)。运用XRD,SEM和XPS表征铁掺杂V_6O_(13)的物相、形貌以及表面元素价态,并对铁掺杂V_6O_(13)的电化学性能进行研究与分析。掺杂不同数量的铁可以得到不同形貌且电化学性能各异的铁掺杂V_6O_(13)。其中0.02样品的有序堆垛纳米片的厚度最大(600~900nm),纳米片之间的空隙最大。铁掺杂V_6O_(13)样品的放电性能均好于纯V_6O_(13),其中0.02样品的电化学性能最好,首次放电比容量为433mAh·g-1,100次循环后的容量保存率为47.1%。

Cr掺杂V_6O_(13)锂离子电池正极材料的合成及电化学性能研究

采用水热合成的方法,在合成过程中通过添加Cr(NO3)3·9H2O对V6O13进行了掺杂改性。测试了不同掺杂量样品的XRD图谱并相互做了比较。分析了样品中Cr、V元素化合价的变化。分析了不同掺杂量对前驱体形貌的影响。对其进行充放电循环测试后,发现Cr3+的掺入使得V6O13的放电容量有明显的增长,当掺杂量为0.06 g时其第1次放电容量达到337 m Ah/g,比未掺杂的样品多出了60 m Ah/g。循环伏安测试结果表明Cr3+的掺入能够改变Li离子嵌入/脱出V6O13的行为,提高其充放电电压,有益于提高V6O13的电化学性能。

锂离子电池正极材料V_6O_(13)的研究进展

综述了新型锂离子电池正极材料V_6O_(13)的研究概况,阐述了V_6O_(13)的结构、制备方法,从掺杂离子和减小颗粒等方面论述了改善V_6O_(13)电化学性能的基本途径。

合成条件对锂离子电池正极材料V_6O_(13)物相和结构的影响

采用NH4VO3为原料,在Ar气氛保护条件下,以固相热解的方法制备了锂离子电池正极材料V6O13,研究了不同Ar气流量、温度制度等工艺因素对V6O13的物相结构、微观形貌等影响。结果表明,随着Ar气流量的增加,钒氧化物中钒的价态逐渐升高;随着温度的升高,V6O13颗粒逐渐长大,并在(002)和(003)晶面出现了择优生长。在Ar气流量为85 mL/min、升温速率5℃/min、180℃保温1 h、300℃保温1 h、450℃保温30 min的条件下,随炉冷却得到的V6O13物相单一、颗粒均匀,是一种有实用价值的正极材料。

物相稳定的V_6O_(13+y)

我们成功地合成了物相稳定的非化学计量的V_6O_(13)(V_6O_(13+y),y<0.2),并用X射线粉末衍射法进行了鉴定。在287-428K之间用复数阻抗技术对其进行了研究,由阻抗分析和模拟计算得出了物相稳定的V_6O_(13+y)在不同温度下的离子电导率,依赖于温度的离子电导率行为服从一个有恒定活化能E_(?)的Arrhenus型方程,由线性最小二乘拟合得出的离子迁移活化能为27.8kJ·mol^(-1)。还测定了物相稳定的V_6O_(13+y)的电子电导率,其数值在室温下高达10^(-2)S·cm^(-1)数量级。这些实验结果表明,对于室温非水二次锂电池来说,物相稳定的V_6O_(13+y)是一种有前途和实用价值的阴极材料。

Mn掺杂V_6O_(13)正极材料的合成及电化学性能的研究

通过水热合成的方法,在合成V_6O_(13)的过程中加入适量的MnSO_4,以达到在V_6O_(13)中掺杂Mn离子来改性的目的。通过各种表征手段分析不同掺杂量对样品的物相、前驱体的形貌、Mn离子的掺杂率以及对样品的官能团的影响。对不同样品的充放电循环测试后发现,当Mn/V比为1/50时可以提高锂离子电池的容量保存率。循环伏安曲线结果表明Mn离子的掺入可以降低锂离子脱嵌所造成的V_6O_(13)结构的破化程度,从而提高锂离子电池的电化学性能。

V_6O_(13)电极在室温固态锂蓄电池中的循环伏安特性

引言锂蓄电池由于具有很高的比能量而被认为是一种很有希望的化学能源,因而引起了各国科学工作者的广泛关注。