收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

掺杂V_2O_5正极材料的合成及电化学性质表征

詹世英  
【摘要】: 钒基化合物因其良好的嵌锂性能一直受到人们广泛的关注,其中五氧化二钒(V_2O_5)具有比容量大、能量密度高等优点,是锂二次电池正极材料研究的热点之一。本文选取了V_2O_5及其掺杂体系作为研究对象,制备了金属元素Cr和Al掺杂的V_2O_5正极材料,并对它们的结构和电化学性质进行了全面系统的研究。 以草酸为螯合剂,采用溶胶-凝胶法分别合成了Cr~(3+)和Al~(3+)掺杂的V_2O_5材料。通过TGA和XRD确定了制备纯相掺杂V_2O_5材料的最佳合成条件,并采用FTIR和Raman光谱研究了掺杂对材料局域结构性质的影响。结果表明,Cr~(3+)和Al~(3+)掺杂增强了V_2O_5层间的相互作用力,有利于提高材料在Li~+离子嵌入/脱出过程中的结构稳定性。对上述材料进行了恒流充放电和循环伏安测试,研究了不同Cr~(3+)和Al~(3+)掺杂浓度对V_2O_5材料电化学性质的影响。结果表明,掺杂量较高的Cr_(0.1)V_2O_5和Al_(0.2)V_2O_5具有更高的可逆容量和更好的容量保持率。 采用PITT、CV和EIS技术对掺杂V_2O_5材料的Li~+离子扩散系数及相关电化学动力学参数进行了分析。经过与未掺杂的V_2O_5对比研究发现,虽然掺杂可以显著提高V_2O_5的循环稳定性,但对材料的Li~+离子扩散系数影响不大,甚至在一定程度上还阻碍了Li~+离子的扩散。可见,掺杂V_2O_5材料循环寿命的提高主要归因于材料结构稳定性的改善。而要想提高材料的倍率性能,必须通过其它更有效的途径来解决。作为验证,我们通过改进合成方法制备了颗粒分布均匀的Al_xV_2O_5纳米材料。电化学测试结果表明,结合金属离子掺杂和纳米制备技术可全面提高V_2O_5材料的电化学性能,在提高了材料循环稳定性的同时,又增强了其充放电倍率性能。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 仇永清,姜今淑,傅玉洁,谢德民,王荣顺;聚并苯与V_2O_5复合材料二次电池的性能[J];化学研究与应用;1994年03期
2 黄良钊,张巨先;V_2O_5添加剂对刚玉陶瓷烧结机理及机械性能的影响[J];长春光学精密机械学院学报;1995年04期
3 林枫凉,薛立新,朱斌,王大志,俞文海;可充电Zn/V_2O_5固态电池[J];材料研究学报;1988年02期
4 吴广明,吴永刚,倪星元,周箴,张慧勤,吴翔;V_2O_5薄膜制备、结构及光学性质研究[J];功能材料;1999年04期
5 张中豪;钙化焙烧冶炼V_2O_5新工艺研究[J];新技术新工艺;1999年03期
6 席文昌;刘清才;魏春梅;;蜂窝式脱硝催化剂在燃煤电厂中的应用研究[J];材料导报;2008年S3期
7 宋兴义;RuO_2-Ag低阻浆料中掺入MnO_2、V_2O_5杂质改善电阻特性[J];电子元件与材料;1996年02期
8 吴广明,吴永刚,倪星元,周箴,张慧琴,金哲民,吴翔;V_2O_5薄膜电荷储存特性研究[J];无机材料学报;1997年04期
9 周家宏,薛宽宏,孙冬梅,徐士民,孔景临;Zn/V_2O_5水相二次电池的交流阻抗研究[J];物理化学学报;2000年05期
10 韩素兰;;高温真空分解V_2O_5制备VO_2[J];机械科学与技术;2006年07期
11 房兴梅;吴广明;肖锟;王爱荣;李德增;沈军;周斌;;V_2O_5常压干燥气凝胶薄膜的制备及Li~+注入研究[J];材料导报;2007年01期
12 张勇,张翠芬,胡信国;c-V_2O_5正极材料电化学性能的研究[J];电池工业;2005年02期
13 刘凤举;余志明;陈爽;方梅;;反应磁控溅射法制备氧化钒薄膜[J];稀有金属材料与工程;2008年12期
14 吴广明,吴永刚,倪星元,吴翔;WO_3和V_2O_5薄膜电致变色器件特性研究[J];同济大学学报(自然科学版);1998年02期
15 陶斌武,刘建华,李松梅,赵亮;水相锌二次电池正极材料V_2O_5/C的电化学性能研究[J];物理化学学报;2005年03期
16 李大鹏,杨华铨;V_2O_5—MnO_2电极材料的研究[J];电池;1997年02期
17 陈昌国,刘渝萍,张光辉;正极材料V_2O_5的研究进展[J];电池;2004年05期
18 刘兴元,张启龙,杨辉,童建喜,陆德龙;V_2O_5的引入方式对锂铌钛微波陶瓷性能的影响[J];电子元件与材料;2004年05期
19 邓希敏,郭进,黄津梨;掺V_2O_5对SnO_2气敏性能的影响[J];材料研究学报;1995年05期
20 梁振斌,郑顺旋,郭斯淦;光纤传感用的 TiO_2 : V_2O_5 湿敏光学薄膜[J];仪表技术与传感器;1997年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈文;郑锦霞;朱泉峣;徐庆;胡勇胜;;聚合物(PEO)嵌入V_2O_5干凝胶纳米复合薄膜的电致变色性能研究[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
2 周静;陈文;徐庆;顾少轩;;V_2O_5复合薄膜中氧原子的化学状态[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
3 杨绍利;陈厚生;;纳米V_2O_5颗粒的微观形貌控制[A];全国第三届溶胶—凝胶科学技术学术会议论文摘要集[C];2004年
4 杨菁;黄文氢;张伟;陈丽卿;;V_2O_5-TiO_2系催化剂载体钠迁移的扫描电镜和能谱分析[A];第十三届全国电子显微学会议论文集[C];2004年
5 武敏滋;程晓丽;徐英明;霍丽华;高山;赵辉;;单分散V_2O_5空心球的简单制备与气敏性能研究[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年
6 武卫忠;逄淑平;李桂村;张志焜;陈克正;;锂电池用Cu掺杂V_2O_5·xH_2O纳米材料的研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第7分册)[C];2010年
7 马兰;杨绍利;高仕忠;;V_2O_5溶胶-凝胶薄膜制备及其厚度预报[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第3分册)[C];2010年
8 柯满竹;陈文;朱泉饶;徐庆;麦立强;李澧;;聚合物的嵌入量对V_2O_5干凝胶薄膜结构与性能的影响[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
9 陶斌武;刘建华;李松梅;赵亮;;水相锌二次电池正极材料V_2O_5/C的电化学性能研究[A];2004年材料科学与工程新进展[C];2004年
10 肖锟;吴广明;陈世文;沈军;周斌;;V_2O_5常压干燥气凝胶薄膜的制备及性能研究[A];TFC'05全国薄膜技术学术研讨会论文摘要集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘恩辉;锂离子电池正极材料钒氧基化合物的制备及电化学性能研究[D];中南大学;2004年
2 叶国华;从含钒钢渣中提取V_2O_5的新工艺与机理研究[D];昆明理工大学;2010年
3 詹世英;掺杂V_2O_5正极材料的合成及电化学性质表征[D];吉林大学;2010年
4 张勇;V_2O_5正极材料及其复合物的制备与研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
5 戴国梁;低碳烷烃在V_2O_5(001)表面氧化脱氢及深度氧化反应机理的理论研究[D];复旦大学;2008年
6 王卫民;Mn-Co-Ni-O基NTC热敏半导体陶瓷的低温烧结与电性能研究[D];西北工业大学;2006年
7 傅惠;金属和氧化物催化剂表面的吸附和氧化脱氢反应机理的理论研究[D];复旦大学;2006年
8 潘安强;钒—基纳米材料或纳米复合材料用作锂电池正极的性能研究[D];中南大学;2011年
9 徐耀兵;中间盐法石煤灰渣酸浸提钒工艺的试验研究[D];浙江大学;2009年
10 王虹;金属氧化物电化学电容器电极材料的研究[D];天津大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 唐雪萍;纳米V_2O_5/活性焦催化剂的制备[D];武汉科技大学;2012年
2 罗飞;V_2O_5微纳米棒的制备及光催化性能的研究[D];长春工业大学;2013年
3 余华;多孔阳极氧化铝模板与V_2O_5纳米管组装体系的研究[D];武汉理工大学;2005年
4 任蕊;V_2O_5负载型催化剂催化柴油组分氧化开环及提高十六烷值的研究[D];西北大学;2011年
5 靳艾平;PANI-V_2O_5纳米复合电致变色薄膜的合成、结构及性能[D];武汉理工大学;2005年
6 马文妍;正极材料V_2O_5中氧缺陷对电池性能影响的第一性原理研究[D];西北大学;2013年
7 马江华;碳化铁制备过程中原料微观结构和氧化物添加剂的影响[D];武汉科技大学;2006年
8 吴淼;真空蒸发法制备氧化钒薄膜的工艺研究[D];天津大学;2004年
9 罗卫;不同纳米形貌V_2O_5的制备及其脱硫脱硝研究[D];武汉科技大学;2012年
10 黄岳文;超声喷雾法制备V205薄膜及在其它方面的应用[D];湖南师范大学;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978