导读:本文包含了锂离子二次电池正极材料论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:正极,材料,电池,离子,锂离子,锂离子电池,磷酸。
锂离子二次电池正极材料论文文献综述
孙萍萍[1]（2018）在《锂离子二次电池磷酸盐正极材料的制备及改性研究》一文中研究指出单斜结构磷酸钒锂具有结构稳定、工作电压高、安全性高等优点,被认为是具有潜力的电极材料。但是由于不连续的VO_6八面体导致它的电子电导率不高,这大大地限制了它的倍率性能。碳包覆、离子掺杂以及调整其形貌结构可以提高电极材料的倍率性能和循环性能。本论文从此方面入手,调控Li与V非化学计量比,采用不同的制备方法,如溶胶凝胶法、高能球磨辅助的溶胶凝胶法、高能球磨法,合成非整比Li_(3-3x)V_(2+x)(PO_4)_3复合材料,以及电纺制备了 Li_3V_2(PO_4)_3/C纳米纤维。并系统地研究了非整比策略、不同的合成方法、及形貌调控对其结构和电化学性能的影响。首先,采用溶胶凝胶法合成了非整比的Li_(3-3x)V_(2+x)(PO_4)_3(x最大到0.12)复合材料。Li/V非化学计量比对材料物相没有变化,还是纯相的Li_3V_2(PO_4)_3,没有杂相生成;不考虑氧空位的影响,精修发现Li与V非化学计量比使得Li_3V_2(PO_4)_3晶胞体积变大,这样使得Li+嵌入或脱出更加容易,从而提高了锂离子扩散性,进而改善电极材料的电化学性能;当x = 0.10时,Li_(2.7)V_(2.1)(PO_4)_3样品的电化学性能是最好的。在0.5C倍率下,3-4.3 V电压范围充放电,它的初始放电容量为131 mAh g~（-1） 10 C倍率下其放电容量为121.6 mAh g~（-1）。即使在20 C倍率下,它的放电容量仍有92.5 mAh g~（-1）,经过1000次循环后容量也有85.1 mAh g~（-1）,其容量保留率高达92%。其次,为了进一步优化合成方法,采用高能球磨辅助的溶胶凝胶法制备非整比的Li_(3-3x)V_(2+x)(PO_4)_3复合材料。参考溶胶凝胶法合成的最好性能样品的成分,我们比较了溶胶凝胶法和高能球磨辅助的溶胶凝胶法对Li_(2.7)V_(2.1)(PO_4)_3样品在结构和电化学性能的影响。不同于溶胶凝胶法合成的Li_(2.7)V_(2.1)(PO_4)_3/C样品(它是由壳层是碳,核是磷酸钒锂组成,记作LVP);高能球磨方法合成的Li2 7V2.1(PO_4)3核壳都是活性材料,记作CSLVP,它是由壳LiVOPO_4,核Li_3V_2(PO_4)_3组成;后者具有更高的充放电性能:在0.5 C倍率下,3-4.3 V工作电压范围内,CSLVP材料的初始放电容量为131.5mAhg~（-1）,接近理论容量133 mAhg~（-1）,而LVP的放电容量为129.2 mAh g~（-1）。当倍率增加到20C时,CSLVP放电容量仍有116.3 mAhg~（-1）,而LVP只有92.5 mAhg~（-1）。再者,基于高能球磨辅助的溶胶凝胶法得到的结果,为了实现工业化生产需求,我们采用高能球磨法合成非整比的Li_(3-3x)V_(2+x)(PO_4)_3复合材料。与高能球磨辅助的溶胶凝胶法的结果一致,该材料是由壳LiVOPO_4,核Li_3V_2(PO_4)_3组成。XRD精修发现:随着钒含量增加,LiVOPO_4相的含量也随之增加。且所有样品中,Li_(2.7)V_(2.1)(PO_4)_3样品的电化学性能最好。在20 C倍率下,其放电容量为124.3 mAh g~（-1）,差不多是Li_3V_2(PO_4)_3(85 mAhg~（-1）)的1.5倍。经过1000次循环后,其容量保留率为98.3%。计算得Li_(2.7)V_(2.1)(PO_4)_3样品的锂离子扩散系数为1.84 × 10-9 cm2 s-1,比Li_3V_2(PO_4)_3的叁倍还多(5.37 × 10-10 cm2 s-1)。在充放电过程中,LiVOPO_4是高容量的电极材料,与Li_3V_2(PO_4)_3协同作用,提高复合材料的容量,但是LiVOPO_4电子电导率也不是很高,过多量反而阻碍锂离子和电子传输。最后,通过形貌调控,采用电纺结合等离子体增强的气相沉积PECVD包碳的方法制备的碳包覆的Li_3V_2(P04)_3纳米纤维(记作C-LVP/CNFs)。制备的LVP/CNFs直径粗细均匀,大约在200 nm左右。PECVD包碳后,没有改变纤维的形貌,且Li_3V_2(P04)_3颗粒均匀地分布在纤维表面。C-LVP/CNFs具有更稳定的充放电性能,尤其是高倍率性能,且循环性能比较稳定,衰减比较缓慢。在3-4.3 V电压范围,0.5 C倍率下,C-LVP/CNFs初始放电容量为128 mAh g~（-1）,是理论比容量的96.2%。在5 C倍率下,它的放电容量为122 mAh g~（-1） 500次循环之后,容量保留率为98.9%。(本文来源于《东南大学》期刊2018-03-01）
曹佳利[2]（2017）在《钠离子二次电池正极材料Na_3V_2(PO_4)_3的制备与研究》一文中研究指出自1991年日本索尼公司将锂离子二次电池商业化以来,其凭借清洁高效、质量轻、能量密度大、循环性能好等优点,在便携式电子设备电源中得到了广泛的使用。随着电动汽车行业的蓬勃发展,锂离子二次电池的需求量又一次加大。与此同时,整个社会对可再生能源也高度关注,风能、太阳能等清洁能源也得到了极大的发展,而由于风能、太阳能、潮汐能等可再生能源往往具有不可移动性、随机性、间歇性等特点,无法直接并入常规电网,此时安全性高、成本低、功率大的储能系统显得尤为重要。从安全性,功率来看,锂离子二次电池无疑是储能系统很好的选择。然而,受制于锂元素的地壳元素丰度,锂离子二次电池成本相对较高。钠离子二次电池与锂离子二次电池具有相似的性能,然而钠元素丰度比锂多,前者为后者的420倍之多。因此,从降低成本的角度考虑,在大型储能应用方面,发展钠离子二次电池具有重要意义。具有NASICON结构的磷酸钒钠正极材料凭借其良好的钠离子导电率以及传输通道,得到了广泛的关注。本文的主要研究内容包括喷雾干燥法制备碳包覆的磷酸钒钠正极材料并对其进行了改性研究和首次采用超声喷雾与冷冻干燥技术相结合的方法来制备薄片状的磷酸钒钠正极材料两部分。第一部分中,使用草酸作为还原剂,在磁力搅拌过程中实现对于偏钒酸铵中钒离子的预还原,然后使用喷雾干燥法制备了具有空心球结构的Na3V2(P04)3/C正极材料。而后在喷雾过程中加入了氧化石墨烯,研究了氧化石墨烯的加入对于形貌以及电性能的影响,实验发现,加入氧化石墨烯后,之前的空心球结构转变为多孔的空心球结构,同时发现氧化石墨烯的加入一定程度上提高了大倍率放电下的电容量,并使用自制的氧化石墨烯与商业的氧化石墨烯进行了对比,进一步确认了氧化石墨烯加入对于实验的影响。第二部分中,沿用第一部分中前驱体溶液的制备方法,我们首次尝试将超声喷雾技术与冷冻干燥法技术相结合,成功制备了厚度为80-120nm左右厚度的薄片状Na3V2(P04)3/C正极材料,并与传统真空冷冻干燥法下制备的Na3V2(PO4)3/C材料形貌进行了对比。同时我们讨论了不同实验操作下对于其形貌的影响,结果发现超声喷雾过程中,补充液氮有助于薄片状Na3V2(PO4)3/C材料的产生。我们将两种实验操作下制备的Na3V2(PO4)3/C正极材料组装成电池进行了充放电性能的测试,在0.1C放电倍率下,薄片状Na3V2(PO4)3/C材料作为正极的电池放电容量达到了 108.5 mAh g-1,且在1C充放电倍率下,经历100个循环后,仍保有81.4%的初始容量。(本文来源于《南京大学》期刊2017-05-01）
戴高乐[3]（2017）在《锂离子二次电池叁元正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2的涂层改性研究》一文中研究指出富镍叁元正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2作为锂离子二次电池正极材料中最具应用性的正极材料之一,因其高能量密度、低廉的价格被广泛应用于新能源汽车上。然而,一些问题仍然存在着:过量Ni3+与Ni4+的存在会导致材料化学性质的不稳定,在高温快速脱锂的状态下出现容量的迅速衰减。Ni4+的存在也会加剧电解液与电极材料之间副反应的发生,形成固体电解质界面膜(SEI膜),导致阻抗的增加和锂离子二次电池循环寿命的降低。此外,富镍正极材料表面的LiOH杂质会与电解液中LiPF6反应,生成HF,溶解电极材料中金属离子。目前一些研究表明,通过正极材料表面涂层能够解决富镍正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2的热稳定性和循环性能差的问题。这些表面涂层材料能够形成一道物理屏障,保护正极材料免受HF的腐蚀,从而减少正极材料中阳离子溶解,提高被涂层正极材料的表面稳定性。稳定的表面环境同时能够减少电池充放电过程中电极与电解液之间的副反应。此外,一些涂层材料也能够提高电极材料的容量和导电性。对于层状正极材料,经过研究发现适合通过涂层来改善其电化学性能的涂层材料主要有金属氧化物(SiO_2、ZrO_2、TiO_2)、金属氟化物(AlF3)金属磷酸盐(AlPO4、Co3(PO4)2)等材料。本文的主要研究内容是通过共沉淀法制备了一批具有球形形貌的LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2正极材料,并在此基础上进行涂层改性。选用了常见的两种氧化物Al2O3和TiO_2作为涂层,并采用了传统湿法化学法(溶胶凝胶法)和新型的原子层沉积(ALD)技术进行涂层。传统湿法化学法涂层A1_2O_3以异丙醇铝为原料,制备了叁组Al2O3涂层量分别为 0.5 wt%、1.0 wt%、2.0 wt%的 Al2O3@LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2 正极材料。对Al203@LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2 正极材料进行了 XRD、XPS、SEM、TEM 表征,并且对未涂层、Al2O3-05、Al2O3-10、Al2O3-20四组正极材料装配电池进行电化学性能测试。经过Al2O3涂层,正极材料的结构未发生改变,涂层工艺未引入其他杂质。在被涂层材料表面观察到清晰的涂层,证明正极材料表面被成功均匀制备Al2O3 涂层。实验显示:Al2O3 涂层量为 1.0 wt%的 Al2O3@LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2 正极材料展示出最佳的电化学性能,在25℃和55℃温度下进行1C倍率的充放电循环测试中,其放电比容量保持率分别为71.7%和70.1%,均优于其余叁组测试样品。此外,该材料也展示出最优的倍率性能。原子层沉积(ALD)技术涂层TiO_2:以TiCl_4为原料,采用原子层沉积(ALD)技术在LiNi0.8Co0.15Al0.0502正极材料球形颗粒表面成功制备了一层TiO_2。TiO_2涂层的厚度可以通过控制ALD循环次数进行控制。共制备出叁组TiO_2涂层厚度分别约为 2nm、5nm、8nm 的 TiO_2@LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2 正极材料。通过 SEM、TEM进行形貌表征,观察到清晰的涂层,证明成功制备均匀TiO_2层。从TEM照片中测得涂层厚度与实验设计相一致。实验显示:经过138次ALD循环、TiO_2厚度为5nm的TiO_2@LiNi0.8Co0.15Al0.005O_2正极材料展示出最佳的电化学性能,在25℃和55℃温度下进行1C倍率的充放电循环测试中,其放电比容量保持率分别为90.21%和73.21%。此外,该材料也展示出最优的倍率性能。(本文来源于《南京大学》期刊2017-05-01）
陈泽华,马亿珠,麻鹏程,曹建亮,王燕[4]（2017）在《锂离子二次电池正极材料ε-VOPO_4纳米片的制备与表征（英文）》一文中研究指出通过水热法合成钒系磷酸盐单斜系VPO_4·H_2O,通过氧化作用得到ε-VOPO_4纳米片。ε-VOPO_4纳米片在嵌锂两个过程中与超过1 mol的锂原子发生反应。对制备的ε-VOPO_4纳米片进行XRD测试,得到晶胞参数为α=7.2588(4)?;b=6.8633(2)?;c=7.2667(4)?。结果表明,制备的ε-VOPO_4纳米片厚度为200 nm且结晶度完美。电化学性能表征结果表明,制备的单斜系ε-VOPO4纳米片在高电流密度下表现出优越的电化学性能,在电流密度为0.09 m A/cm~2情况下的初始放电容量为230.3 m A·h/g。初始放电后,在电流密度为0.6 mA/cm~2下经过1000次循环后其容量保持率为73.6%(放电窗口为2.0~4.3 V)。(本文来源于《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》期刊2017年02期）
郑举功[5]（2016）在《锂离子二次电池正极材料LiMnPO_4的研究》一文中研究指出锂离子二次电池作为新能源储能和能量转化系统,因为其具有开路电压高、能量密度大、无记忆效应、自放电效率低、工作温度范围宽等优点,已被广泛应用于手机、数码相机等便携式电子设备。随着电池性能的不断提高和电池装配管理技术的日益进步,大容量、小尺寸、高能量密度的锂离子二次电池应用于电动车、混合动力车等大中型储能设备已经是大势所趋。然而,现在的锂离子二次电池仍未实现同时具有高能量密度和高功率密度的目标。所以开发高性能的正极材料显得尤为迫切。LiMnPO4是一种新型的锂离子二次电池正极材料,它具有无毒、资源丰富、开路电压高、能量密度大、热稳定性好的优点,因而被视为用于新一代动力电池的最佳候选正极材料之一。但是,纯LiMnPO4的电导率和离子迁移率均不理想,因而倍率性能较差；传统的制备工艺复杂,不利于工业生产。针对上述问题,本论文主要完成了如下工作：(1)基于表面活性剂和有机溶剂对晶体生长的修饰作用,应用水热法和溶剂热法制备LiMnPO4。在水热体系中研究了柠檬酸、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十六烷基叁甲基溴化铵(CTAB)、双十二烷基二甲基溴化铵(DDAB)四种表面活性剂对LiMnPO4晶体形貌的影响。结果表明,柠檬酸、CTAB和DDAB的修饰作用可以诱导LiMnPO4的 (010)晶面择优生长,但是由于颗粒尺寸较大,LiMnPO4正极材料的电化学性能不佳。溶剂热体系中研究了乙醇/水、乙二醇/水、丙叁醇/水混合溶剂对形貌的影响。研究结果表明,乙二醇/水体系可以制备(010)晶面择优生长的LiMnPO4晶体,其作为正极材料低倍率性能较好,但是高倍率下容量衰减明显,库伦效率比较低。(2)高能球磨辅助固相反应一步法制备了LiMnPO4/C正极材料。以蔗糖为碳源,分别以MnO2、Mn2O3、混合氧化锰(记作M&M),研究了不同氧化物前驱体对LiMnPO4/C正极材料电化学性能的影响。研究结果表明,以M&M为前驱体制备的LiMnPO4/C结晶度较高,Mn2+的相对含量较高；C/20倍率下的首次放电比容量为153mAh/g。M&M-LMP/C在低倍率时,呈现了良好的电压平台,1 C倍率放电电压平台仍高于3.8 V(vs Li+/Li),并且放电比容量超过120 mAh/g。其他条件不变,以M&M为前驱体,考察了煅烧温度对LiMnPO4/C性能的影响。研究结果表明,随着煅烧温度升高,LiMnPO4/C的粒径增大、结晶度增大、碳含量减少。升高煅烧温度会加强碳热还原反应气氛,有利于Mn4+和Mn3+还原为Mn2+,促进LiMnPO4/C正极材料的电化学性能提升。600℃合成的LiMnPO4/C正极材料由于其结晶度高,粒径小、导电碳分布适当,1 C倍率循环200次后容量保持率为94%。(3)采用的负压浸渍多孔Mn203前驱体原位包覆辅助固相反应,制备了(010)面择优生长的LiMnPO4/C正极材料。对比研究了溶剂热制备的Mn2O3纳米片和固相热解法制备的Mn203纳米片的微观结构。研究结果表明,溶剂热制备的Mn203纳米片具有微孔结构,比表面积为22.8 m2/g,孔径呈现宽分布；固相热解法制备了无孔Mn203纳米片。对比研究了负压浸渍原位包覆多孔Mn203纳米片获得正极材料(L-Mn2O3-LMP/C)的导电碳的分布和球磨包覆无孔Mn203纳米片获得正极材料(S-Mn2O3-LMP/C)的导电碳的分布。结果表明,负压浸渍原位包覆得到的导电碳叁维连续地均匀分布于LiMnPO4/C纳米片之间,碳含量约为8.16wt%;球磨包覆得到的导电碳分布不均匀,碳含量为6.93 wt%。L-Mn2O3-LMP/C和S-Mn2O3-LMP/C均具有橄榄石结构。L-Mn2O3-LMP/C的(010)晶面择优生长,而S-Mn2O3-LMP/C的(100)晶面则有生长。电化学分析结果表明：L-Mn2O3-LMP/C具有优异的倍率性能和循环稳定性,C/20,1 C和2 C倍率下的放电比容量分别是157.3 mAh/g,122.6 mAh/g和105.8 mAh/g。1C倍率循环100次以后的容量保持率达99.3%。S-Mn2O3-LMP/C正极材料的低倍率性能较好,但是随着放电电流的增大,放电比容量衰减明显,1C倍率循环100次以后的容量保持率小于90%。应用水热法和溶剂热法可以制备(010)晶面择优生长的LiMnPO4,但是正极材料的循环性能比较差。采用负压浸渍多孔Mn203前驱体原位包覆辅助固相反应,能够制备结晶度高、粒径小、 (010)面择优生长、碳包覆均匀、电化学性优异的LiMnPO4/C正极材料。(本文来源于《南京大学》期刊2016-05-18）
丁艳红,张景萍,彭军[6]（2015）在《共沉淀辅助法合成二次纳米碳包覆的磷酸亚铁锂正极材料并用于高倍率锂离子电池》一文中研究指出通过简单的共沉淀和高温固相法合成了一种二次碳包覆的具有类球结构D-LiFePO_4/C复合材料,研究了复合材料的微观结构、热稳定性,以及作为锂离子电池正极材料的电化学性能,并与单次包覆的复合材料S-LiFePO_4/C作了比较。测试结果表明,D-LiFePO_4/C复合材料具有均匀的类球结构,表面碳层厚度为1.7 nm,其中碳含量为2.48 wt.%,并且均匀地涂布在LiFePO_4颗粒表面。均一分布的碳层以及颗粒分散良好的结构有效地提高了电子和锂离子传输速率,进而改善复合材料的倍率性能和循环性能。[1-3]在10 C的倍率下,电池的首次放电比容量为102.9 mA hg~(-1),20C倍率时,仍保持有87.1 mA hg~(-1)。10C倍率下循环400次后几乎没有衰减。(本文来源于《2015年第十四届全国应用化学年会论文集（上）》期刊2015-07-21）
倪亮[7]（2015）在《锂、钠离子二次电池正极材料的制备与研究》一文中研究指出锂离子二次电池以其清洁高效、质量轻、容量大等优点,已经被广泛应用于便携式电子设备电源中。橄榄石型LiFePO4是一种极具潜力的锂离子二次电池正极材料,主要是因为它具有很高的理论放电比容量(170mAh/g)、稳定的放电平台(3.4V)、极好的安全性和循环稳定性。但由于其本身较低的离子扩散率和电子电导率,需要通过碳包覆、减小颗粒尺寸等方法对其进行改性处理。近年来,随着电动车等大型动力系统技术的发展,对二次电池的需求逐渐向大功率,,低成本迈进,锂的储量和成本将是限制其大规模应用的重要因素。钠离子二次电池与锂离子二次电池具有相似的性能,钠元素在地球上的储量比锂也更为丰富,从降低成本的角度出发,发展钠离子二次电池替代锂离子二次电池具有重要的现实意义。本文的主要研究内容包括提高现有锂离子二次电池正极材料的使用效率和研究开发钠离子二次电池正极材料两部分。第一部分中,引入廉价的工业化产品磷酸铁和草酸,利用草酸络合磷酸铁的性质,通过溶胶混料,主要采用喷雾干燥法制备LiFePO4/C材料,并对其制备工艺进行了初探。而后与溶胶凝胶法对比,研究了两种合成方法对LiFePO4/C材料形貌和性能的影响,结果表明,喷雾干燥法制备LiFePO4/C材料具有规整的球形形貌和更好的电性能。其次,以喷雾干燥法为主要研究对象,分析了烧结温度对LiFePO4/C电性能的影响,发现前驱体在600℃或700℃下烧结10小时得到的LiFePO4/C性能较好。第二部分中,寻找高比容量,安全稳定的钠离子二次电池正极材料是主要的研究内容。NaFePO4拥有磷酸盐系列钠离子二次电池正极材料中最高的理论比容量,且有两种不同的晶型(磷铁钠矿型和橄榄石型)。沿用第一部分中的方法,成功合成了磷铁钠矿型NaFePO4,发现所得材料在充放电循环时容量呈上升趋势。而后又通过电化学方法成功制备了橄榄石型NaFePO4,并对其电化学行为进行了研究。Na2FeP2O7是一种新型的钠离子二次电池正极材料。采用HEDP作为螯合剂和磷源,通过喷雾干燥法制备该材料,并利用XRD、Rietveld精修、傅里叶变换红外光谱、电感耦合等离子体光谱等方法对材料进行了表征。其次,以固相法为参照,比较了两种合成方法对其形貌和电性能的影响。此外还讨论了不同碳含量对Na2FeP2O7/C电性能的影响,结果表明,在加入蔗糖量在钠碳摩尔比为1：2时,Na2FeP2O7/C具有最好的倍率性能,并在此基础上研究了其充放电原理。(本文来源于《南京大学》期刊2015-05-01）
曹殿学[8]（2014）在《水系镁离子二次电池正极材料的研究》一文中研究指出太阳能和风能具有间歇性和波动性的特点,需要储能和调频方可并入电网,而智能电网的运行必须依赖于储能装置。电池是重要的储能器件,对储能电池的要求是廉价、安全、循环寿命长、倍率性能优异。水系镁离子电池具备作为大规模储能电池的研发潜质。本文制备了λ-MnO_2和P2-Na_(2/3)Ni_(1/3)Mn_(2/3)O_2两种水系镁离子电池的正极材料,利用X-射线衍射,扫描和透射电子显微镜分析了其结构和形貌(本文来源于《第一届全国储能科学与技术大会摘要集》期刊2014-10-23）
叶克,张莹,袁聪俐,程魁,曹殿学[9]（2014）在《水系镁离子二次电池正极材料的研究》一文中研究指出【引言】太阳能和风能具有间歇性和波动性的特点,需要储能和调频方可并入电网,而智能电网的运行必须依赖于储能装置,电池是重要的储能器件[1]。与商业化的电池(如铅酸、镍氢、镍镉、锂离子电池)相比,水系电池利用了地球上储量丰富的资源、采用低成本的无机盐、具有高安全性,并且循环寿命长、倍率性能优异,因此引起了人们的广泛关注[2]。水系镁离子电池具备作为大规模储能电池的研发潜质。(本文来源于《第一届全国储能科学与技术大会摘要集》期刊2014-10-23）
陈进[10]（2014）在《锂离子二次电池正极材料LiFePO_4的合成及改性研究》一文中研究指出磷酸铁锂(LiFePO4)因具有价格低廉、理论比容量较高、循环寿命长、环境友好且无毒等优点一直被认为是最具前景的锂离子电池正极材料之一。然而，较低的电子电导率和离子迁移率限制了LiFePO4高倍率性能的发挥，严重制约着其商业化应用。本文分别采用传统的高温固相法及简易的络合溶胶-凝胶法制备LiFePO4，并采用不同的手段对其进行改性，旨在找到一种既有利于LiFePO4的规模化生产，又能保证其具有较好电化学性能的合成方法。主要研究结果如下：1、以Li2CO3、FeC2O4·H2O、 NH4H2PO4为主要原料通过高温固相法合成了LiFePO4；此外，以PVA作为包覆碳源、TiO2作为掺杂剂合成了改性复合材料LiFe0.96Ti0.02PO4/C。结果表明，掺杂包覆作用并没有改变活性材料的晶体结构，LiFe0.96Ti0.02PO4/C依然具有良好的结构稳定性；而且LiFe0.96Ti0.02PO4/C的低温性能与高倍率性能明显优于LiFePO4，在0℃时0.1C的放电比容量为128.7mAh/g，在30℃时5C的放电比容量仍高达97.4mAh/g。2、采用络合溶胶-凝胶法制备了LiFePO4，并对预分解温度、烧结温度、烧结保温时间、液相体系的pH值四项工艺参数进行了探索。研究表明，各项工艺参数均对试样的结构形貌及电化学性能都有重要影响，最佳的制备工艺条件为：液相体系pH为3、350℃进行预分解、700℃下保温烧结15h。以该工艺条件所合成的试样结晶完善，颗粒细小均匀、形貌规则且单分散效果好，试样在0.1C倍率下首次放电比容量达到130.1mAh/g、充放电效率高达93.5%，经20次循环后容量保持率为98.2%，具有良好的电化学性能。3、在溶胶体系中加入非离子型表面活性剂PVP来控制试样的颗粒形貌，考察其分子量及加入量对试样电化学性能的影响。研究表明，PVP的分子量对试样的形貌有重要影响，而加入量则影响活性材料的包覆碳量。当制备0.02mol LiFePO4时，向液相系统加入1g PVP-k30所合成的试样颗粒形貌规则、粒径均匀细小且导电网络较为完善，1C倍率下的放电比容量为132.2mAh/g，电化学性能表现最好。4、对比研究了高温固相法与溶胶-凝胶法分别制备的LiFe0.96Ti0.02PO4/C的形貌与电化学性能。实验结果表明，采用溶胶-凝胶法制备的LiFe0.96Ti0.02PO4/C颗粒形貌更规则、粒径更均匀细小、导电碳网络更完善且掺杂均匀度更高，具有更好的倍率性能，8C倍率下放电比容量还能达到91.3mAh/g。(本文来源于《湖南大学》期刊2014-05-12）
锂离子二次电池正极材料论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
自1991年日本索尼公司将锂离子二次电池商业化以来,其凭借清洁高效、质量轻、能量密度大、循环性能好等优点,在便携式电子设备电源中得到了广泛的使用。随着电动汽车行业的蓬勃发展,锂离子二次电池的需求量又一次加大。与此同时,整个社会对可再生能源也高度关注,风能、太阳能等清洁能源也得到了极大的发展,而由于风能、太阳能、潮汐能等可再生能源往往具有不可移动性、随机性、间歇性等特点,无法直接并入常规电网,此时安全性高、成本低、功率大的储能系统显得尤为重要。从安全性,功率来看,锂离子二次电池无疑是储能系统很好的选择。然而,受制于锂元素的地壳元素丰度,锂离子二次电池成本相对较高。钠离子二次电池与锂离子二次电池具有相似的性能,然而钠元素丰度比锂多,前者为后者的420倍之多。因此,从降低成本的角度考虑,在大型储能应用方面,发展钠离子二次电池具有重要意义。具有NASICON结构的磷酸钒钠正极材料凭借其良好的钠离子导电率以及传输通道,得到了广泛的关注。本文的主要研究内容包括喷雾干燥法制备碳包覆的磷酸钒钠正极材料并对其进行了改性研究和首次采用超声喷雾与冷冻干燥技术相结合的方法来制备薄片状的磷酸钒钠正极材料两部分。第一部分中,使用草酸作为还原剂,在磁力搅拌过程中实现对于偏钒酸铵中钒离子的预还原,然后使用喷雾干燥法制备了具有空心球结构的Na3V2(P04)3/C正极材料。而后在喷雾过程中加入了氧化石墨烯,研究了氧化石墨烯的加入对于形貌以及电性能的影响,实验发现,加入氧化石墨烯后,之前的空心球结构转变为多孔的空心球结构,同时发现氧化石墨烯的加入一定程度上提高了大倍率放电下的电容量,并使用自制的氧化石墨烯与商业的氧化石墨烯进行了对比,进一步确认了氧化石墨烯加入对于实验的影响。第二部分中,沿用第一部分中前驱体溶液的制备方法,我们首次尝试将超声喷雾技术与冷冻干燥法技术相结合,成功制备了厚度为80-120nm左右厚度的薄片状Na3V2(P04)3/C正极材料,并与传统真空冷冻干燥法下制备的Na3V2(PO4)3/C材料形貌进行了对比。同时我们讨论了不同实验操作下对于其形貌的影响,结果发现超声喷雾过程中,补充液氮有助于薄片状Na3V2(PO4)3/C材料的产生。我们将两种实验操作下制备的Na3V2(PO4)3/C正极材料组装成电池进行了充放电性能的测试,在0.1C放电倍率下,薄片状Na3V2(PO4)3/C材料作为正极的电池放电容量达到了 108.5 mAh g-1,且在1C充放电倍率下,经历100个循环后,仍保有81.4%的初始容量。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
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