锂离子电池正极材料磷酸钒锂的研究进展.doc

锂离子电池正极材料磷酸钒锂的研究进展锂离子电池正极材料磷酸钒锂的研究进展.txt26选择自信，就是选择豁达坦然，就是选择在名利面前岿然不动，就是选择在势力面前昂首挺胸，撑开自信的帆破流向前，展示搏击的风采。 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 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 ， （ 。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 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 ， 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 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 ： ， 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 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 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 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 ， ， ， （ ， ） （ ） ， ， ： ， ： ， ， ， ， ， ， ） ， （ ， ， （ ） ： ， ， ， （ ： ， ） （ 下转 第 页） 国内外石蜡 类相 变材料 在 节能 方 面的研 究与进 展 立久等 王 方 面外 ， 还可 以应 用在航 天 、 空调 系统 、 纺织 等方 面 。 世 纪 年代美 国的 就非 常重 视相 变技 术在 航天 领域 的应 用 ， 曾使用 石蜡作 为相 变材 料储 存 在 飞行 中产 生 ” 就 的热 量 。 ? ： ： ， 闫全英 ， 王威 相变墙体 中的定形 相变材料 的实验研究 节 能 技 术 ， （ ） ， ： 用潜热 能储 存 系统 回收空 调 系 统 排 放 的 热 量 可 生产 温 热生 活用水 ， 既可 降低 加 热 生 活用 水 的基 本 能 量 消 耗 ， 可 又 降低 空调 系统排 放 热 量 引起 的环 境 升 温 。为 了 开 发空 调 冷 凝热 的储存 和 回收利用 ， 越 究 了石蜡基 储 热材 料及 其 王 研 。 改性材 料用 以降低 相变储 热 温度 ， 过 实验 探讨 了石蜡 的热 通 物理性 能 ， 以及石 蜡 的凝 固与熔解 曲线 和加 入食 品添加 剂 后 郑 立 辉 ， 光 森 ， 一 良 ， 膏 载 体 定 形 相 变 材 料 的 制 备 宋 韦 等 石 及其热性 能 新型建筑材料 ， （ ） ， ： ， ： ， ， ， ， ： ， ， 熔点 和凝 固点的变 化及其 热稳 定性 。 刘 太奇 等口 制 备 了一 种相 变 温 度 约为 、 变焓 为 如 相 的新 型硫 酸 钠基 防 护 服用 冷 却 相变 材 料 ， 对 并 其性能 进行 了研 究 。结 果 表 明 ， 材 料 的 稳 定性 较 好 ， 效 该 有 ， ： ， （ ， ， ： 叶宏 ， 葛新 石 ， 带定形 的相变贮能式地板辐射采 暖 等 系统热性能 的数值模拟 太阳能学报 ， （ ） ， ： 叶 宏 ， 丹 鹏 ， 新石 ， 形 相 变 贮 能 式 地 板 辐 射 采 暖 系 程 葛 等 定 解决 了在反 复应用 过程 中性 能退 化 的问题 ， 且具 有 常 温下 质 地柔软 、 度较小 等优 点 ， 密 目前 已得 到成功应 用 。 李桦 等 开发 了一种具 有调 温性 能 的新 型智 能 纺织 品 ， 即采用 涂层法将 复合 相变 材料用 于调温 纺 织 品 的研 发 ， 详 并 细探讨 了涂层量 、 焙烘 温度 以及水 洗过 程 等 因素 对织 物 调 温 性 能的影 响 。 统数值模拟 的实验验证及参数 分析 太 阳能学报 ， ， （ ） ： 林 坤 平 ， 寅平 ， 睿 形 相 变 材 料 蓄 热 地 板 电 采 暖 系 统 张 扬 定 热 性 清 华 大 学 学 报 ： 自然 科 学 版 ， （ ： ， ） ， ， ， ， 结语 石蜡类 相变储 能材 料作 为典 型 的环保 节 能 型材 料 ， 提 在 高建 筑物舒 适性 、 能降耗 、 节 环保 等方 面 发挥 着 重要 的作 用 。 要使 这类材 料在 实际 工程 中具有 更 广泛 的应 用 ， 需 要对 其 还 作更 深入 的研究 ： 将 纳米 技 术 与 石蜡 复 合 相 变 材料 相 结 （） ， ， ： ， ， ： 合， 制备新 型 、 高效 的纳 米 复 合储 能 相 变材 料 ； 研 究 石 蜡 （） 类相 变储能 材料 与 其它 基 材 结 合 的力 学 性 能 和耐 久 性 ； （） 提高 石蜡类 相变储 能材 料 的 传 热性 能 ； 降低 石 蜡 类 相 变 （） 储能材 料 的成 本 。 ， ： ， （ ） 徐 建 霞 温 太 阳能 集 热 系 统 相 比材 料 的 贮 能 性 能 及 过 冷 中 特性的研究 广州 ： 广州工业 大学 ， 参 考文献 张寅平 ， 胡汉平 ， 孔祥冬 ， 相变贮 能一 等 理论 和应用 合 肥 ： 国科 技 大学 出版 社 ， 中 ， （） ， ： 王 越 调 系 统 冷 凝 热 回 收 石 蜡 基 相 变 材 料 的 实 验 研 究 空 流体机械 ， （ ： ， ） 李桦 ， 晓 光 ， 晓 林 ， 变 材 料 的 复 合 及 其 调 温 纺 织 品 马 张 等 相 郑立辉 ， 盛奎 龙 ， 金亮 油 蜡 的生产 及 深加 工 潘 石 北 京： 化学 工业 出版 社 ， ， 纺织学报 ， （ ） ， ： 刘太 奇 ， 师奇松 ， 褚金芳 ， 一种新 的硫 酸钠基 防护服用冷 等 却相 变材料的研制 新材料开发与研究 ， ： （ ） 、 、 ） ） （ 接 第 页） 上 陈权启 ， 何伟