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1、.论文：锂离子电池正极材料氟磷酸钒锂的合成及电化学性能研究【中文摘要】近年来,氟磷酸钒锂（LiVPO4F）因具有优异的热稳定性、高放电平台和较高的理论容量(156mAh·g-1),被认为是一种具有巨大潜力的锂离子电池正极材料。然而,LiVPO4F较差的电导率导致其高倍率性能较差,从而限制了它的应用。本文针对LiVPO4F电导率低的缺点,通过改进合成方法及离子掺杂制备LiVPO4F/C及其掺杂LiVPO4F/C复合材料,提高LiVPO4F的电导率,从而提高LiVPO4F的电化学性能。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM
2、）、循环伏安和充放电测试等测试技术,研究合成条件、掺杂铝量对LiVPO4F的结构及其电化学性能的影响,并优化合成条件,制备出电化学性能优异的LiV0.95Al0.05PO4F/C复合材料。以V2O5、NH4H2PO4、葡萄糖和LiF为原料,通过改变反应原料的混合方式,改善传统固相法原料混合不均匀的缺点,改进合成LiVPO4F/C复合正极材料的传统固相法制备工艺,并比较由改进固相法及传统固相法合成LiVPO4F/C复合材料的物理和电化学性能。结果表明,两种方法均可合成三斜结构的LiVPO4F及碳组成的复合正极材料,但改进固相法合成
3、的LiVPO4F/C复合正极材料的放电比容量及循环性能均优于传统固相法合成的LiVPO4F/C复合材料。改进固相法合成的LiVPO4F/C复合正极材料的0.2C、0.5C和1C的放电比容量分别为133.7mAh·g-1、124.9mAh·g-1和118.7mAh·g-1,而传统固相法合成的LiVPO4F/C复合正极材料相应倍率的放电比容量分别为131.2mAh·g-1、121.4...mAh·g-1和104.9mAh·g-1。以V2O5、H3PO4、柠檬酸和LiF为原料,通过溶胶凝胶法合成LiVPO4F/C复合正极材料并研究反应
4、条件对复合材料电化学性能的影响,确定合成的最佳条件:V2O5、H3PO4和柠檬酸的摩尔比为1:2:2.4,700℃焙烧干凝胶6h合成VPO4/C,750℃焙烧VPO4/C与LiF混合物1h合成LiVPO4F/C复合正极材料。最佳条件下合成LiVPO4F/C的放电比容量及循环性能均高于由固相法合成的复合材料,溶胶凝胶法合成的LiVPO4F/C复合材料1C和5C充放电倍率的放电比容量分别为123.7mAh·g-1和104.4mAh·g-1。在溶胶凝胶法成功合成LiVPO4F/C的基础上,以V2O5、H3PO4、柠檬酸、硝酸铝和LiF
5、为原料,通过溶胶凝胶法合成LiV1-xAlxPO4F/C（x=0.03,0.05,0.07）复合材料。测试结果表明,LiV1-xAlxPO4F/C的放电电压平台及循环性能随着掺杂铝量的增加而提高,放电比容量随着铝含量的增加而下降,其中LiV0.95Al0.05PO4F/C具有最高的能量密度,大电流充放电性能优于LiVPO4F/C复合材料,其5C放电比容量高达110mAh·g-1。【英文摘要】Recently,lithiumvanadiumfluorophosphates,LiVPO4F,hasbeenconsideredasap
6、otentialcathodematerialforlithiumionbatteriesduetoitsexcellentthermalstability,highdischargevoltageandhightheoreticcapacityof156mAh·g-1.However,thepoorconductivityofLiVPO4Fmaterialresultsinpoorhighratecapabilityandlimitsitsapplicationsinlithiumionbatteries.Thestudyin
7、thisthesis...mainlyfocusesontheimprovementofelectrochemicalperformanceofLiVPO4Fbyimprovingitspoorconductivity.TheconductivityofLiVPO4FwasenhancedbyimprovingthesynthesismethodandLiV0.95Al0.05PO4F/Cwithexcellentperformancewaspreparedbysol-gelmethod.Theeffectsofpreparat
8、ionconditionsandthecontentofdoppedAlonthestructureandelectrochemicalperformanceofLiVPO4FwereinvestigatedbyX-raydiffraction（XRD）,sca
