钒基电极材料的研究进展

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1、机基电极材料的研究进展■机电论文机基电极材料的研究进展机基电极材料的研究进展孙兴川崔朝军张妩娜（安阳工学院,河南安阳455000）[摘要]高比能量、低成本、可大电流充放的机基材料以其卓越的电化学性能被大量科研工作者所青睐。机基电极材料的实用化硏究基本围绕如何防止机基电极材料循环过程中比容量降低，如何提高其电导率，如何通过材料的制备工艺来改善循环性能这几个方面展开。[关键词]¥凡基电极材料;纳米材料；石墨烯复合材料[Abstract]Highspecificenergy,lowcost,canbelargecurrentofvanadiumfunctionalmaterialwithit

2、sexcellentelectrochemicalperformaneeisfavoredbyalargenumberofscientificresearchworkers.Vanadiumelectrodematerialsofpracticalstudybaseonhowtopreventvanadiumelectrodematerialcirculationreducedintheprocessofspec讦iccapacity,howtoimproveitselectricconductivity,howtoImprovethepreparationtechnology.[Ke

3、ywords]Vanadiumfunctionalelectrodematerials;Nanomaterials;Graphenecompositematerials机系材料以其高比容量、可大流量充放电等突出优势引起人们关注。其中V2O5以其高比容量、比能量及低成本等优点，成为很具有发展前景的可充锂电池正极材料。本文将钥基电极材料的研究现状作简要介绍。1帆氧化合物的纳米材料Passerini等人采用溶胶/凝胶法在哈氏合金基地上沉积了一层V2O5气凝胶薄膜。H.Q.Li等人通过控制熾烧气氛和温度，合成了V2O5（空气）、V02（真空）和V6O13（氮气）气凝胶，作为锂离子电池正极材料，

4、具有非常高的放电容量，依次为423.386和420mAh-g-l[l]o2005年，Occhiuzzi等人通过不同价态氧化帆经过反应合成了准晶态的V10O2412H2O材料z表现出良好的电化学性质。2009年，孙娟萍、吴广平等人采用Sol—gel技术、无机过氧化法及溶剂替换工艺,在常压下制备岀无定型态V10O24-12H20材料。经过拉曼光谱分析z95.4cm-lx929.5cm-l处的拉曼峰分别对应于75+二0、・V4+=0的伸缩振动模式，表明产物V10O24-12H2O中5价机与4价钥处于共存状态。交流阻抗谱显示电极材料具有较小的内阻,有利于大电流充放电。但Li+在固相中的半无限空

5、间扩散困难,可能存在永久性注入锂[2]。崔朝军等采用溶胶-凝胶法和水热法以V2O5粉末、双氧水、十六胺为原材料制备了不同水热反应温度条件下的氧化机纳米管。形貌和结构分析表明，经150工水热合成的氧化机纳米管管状结构稳定，具有较高的比容量和良好的锂离子嵌入性能⑶。2锂机氧化合物的纳米材料此类材料硏究较多的是Lil+xV3O8等具有混价骨架结构的机青铜材料以及具有反尖晶石结构的LiNiVO4o锂帆氧化物的制备方法包括固相合成法与湿化学法，湿化学法指溶胶■凝胶法、水热法、共沉淀法等。LiNiV04是具有反尖晶石结构的化合物，有资料显示LiNiV04及其掺杂化合物平均电位较高，有用作负极材料的

6、潜力。LiNiV04等材料的合成方法有很多种，其中常用的是固相法和液相法。资料显示Geroge等人用固相法成功制备出LiNiVO4,显示这种材料有4.8V电压平台⑷。制备出的LiNiVO4等材料经过测试其循环效能较高，但它的比容量较低,远低于其理论值。也有研究者使用液相法合成了LiNiVO4,所得材料首次充放电显示出良好的性能，但其循环效能较差。曹晓雨等采用流变相反应法成功合成了LiNiVO4,流变相方法生产的晶体颗粒较小，较均匀，具有不错的电化学特性及循环性能［5］。曹丽云等采用声化学合成方法制备了LiNiVO4纳米晶，硏究了超声功率对合成产物的物相、显微结构和合成活化能的影响［6］

7、。目前，许多硏究课题组都对LiNiVO4的结构与电化学性能开展了研究，获得了一些好的研究成果。从已有的硏究可知,LiNiVO4材料的结构和电化学性能与材料的合成工艺密切相关。因此，设计新型的制备方法对改善LiNiVO4负极材料的电化学性能具有非常重要的意义。3锂机氧化合物的石墨烯复合材料石墨烯是目前已知很薄但具有极其不凡的物理化学性质的材料。单层碳原子组成的石墨烯也同样具有不凡的表现。已经有的研究结果表明，加入石墨烯作为导电添加剂后，可以极大的