【正文】 Rheological phase reaction method Lithium iron battery Cathode material III 目 次 1 引言 ........................................................................................................................ 1 鋰離子電池正極材料研究進展 .......................................................................... 1 鋰離子電池的工作原理 ...................................................................................... 3 鋰離子電池的組成研究 ...................................................................................... 5 2 實驗 ........................................................................................................................ 6 試劑和儀器： ................................................................................................... 6 化學(xué)試劑： .................................................................................................... 6 實驗儀器 ........................................................................................................... 7 材料的合成： ................................................................................................... 7 LiV1xZnxO8前驅(qū)體的合成 ........................................................................... 7 ........................................................................................... 7 研究電極的制備 ............................................................................................... 9 3 結(jié)果與討論 ............................................................................................................. 9 LiV1xZnxO8產(chǎn)物的 XRD 圖譜分析 ................................................................... 9 LiV1xZnxO8產(chǎn)物的首次放電曲線圖分析 ....................................................... 11 LiV3xZnxO8產(chǎn)物的放電容量－循環(huán)周次圖分析 ........................................... 14 結(jié) 論 ...................................................................................................................... 19 致 謝 ...................................................................................................................... 20 參 考 文 獻 ............................................................................................................ 21 1 1 引言 隨著中國的快速經(jīng)濟發(fā)展， 對電池新材料大大 增加 了 需求，手機，筆記本電腦，數(shù)碼相機，攝像機，汽車和其他產(chǎn)品的新的，高效的能源，節(jié)能，環(huán)保電池材料的強勁需求，中國的電池新材料市場規(guī)模不斷擴大。 I 題 目 : 流變相反應(yīng)法制備鋰二次電池正極材料 LiV3xZnxO8 摘 要 具有層狀結(jié)構(gòu)的 LiV3O8 具有 穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)、 低成本、高比容量、豐富的原材料以及在空氣中穩(wěn)定存在等特性 。此結(jié)果說明與 LiV3O8 相比，LiV3xZnxO8中放電比容量和充電性能以及循環(huán)性能上表現(xiàn)出了良好的優(yōu)越性 ，使得釩酸鋰作為鋰電池正極材料的性能得到了明顯的 改善。充滿電時的終止充電電壓與電池陽極材料有關(guān)：石墨的 ；焦炭的 。 目前研究的正極材料主要包 括 LiMO2(LiCoO2 和 LiNiO2)系統(tǒng)，鋰錳氧化物(LiMn2O1)系統(tǒng)以及鋰釩氧化物 (LiV308)系統(tǒng)等。 c= 197。 鋰離子電池的工作原理 鋰離子電池的正極材料必須有能夠接納鋰離子的位置和擴散路徑，目前應(yīng)用性能較好的正極材料是具有 高插入電位的層狀結(jié)構(gòu)的過渡金屬氧化物和鋰的化合物，如 Li xCoO2， Li xNiO2 以及尖晶石結(jié)構(gòu)的 LiMn2O4 等，這些正極材料的插鋰電位都可以達到 4V 以上。 圖 1 鋰離子電池結(jié)構(gòu)示意圖 圖 2 圓柱形鋰離子電池結(jié)構(gòu)示意圖 鋰離子電池主要由正極、負極、隔膜和電解液等四大部分組成。安 全電流為小于 。相反放電。 鋰離子電池的電化學(xué)表達式： 正極反應(yīng)： 負極反應(yīng)： 電池反應(yīng)： 式中： M=Co、 Ni、 Fe、 W 等。 鋰離子電池的種類包括 鋼殼 /鋁殼 /圓柱 /軟包裝系列： （ 1）正 極 ——活性物質(zhì) ， 一般為錳酸鋰或者 是 鈷酸鋰，現(xiàn) 如今 又出現(xiàn)了鎳鈷錳酸鋰材料，電動自行車則普遍用鎳鈷錳酸鋰（ 又 稱三元）或者三元 +少量錳酸鋰，純的錳酸鋰和 磷酸鐵鋰 則由于體積大、性能不好或成本高而逐漸淡出。 2H2O 廣東即前驅(qū)體LiV1xZnxO8 制備好，放 于 袋子貼上標簽，放干燥釜 內(nèi) 備用 。2H2O 充分研磨均勻混合 冷卻室溫 80℃ 烘干研成粉末 LiV1xZnxO8的前驅(qū)體 LiV1xZnxO8粉末 在 400 oC 下加熱處理 10 h 圖 2 流變相法合成制備 LiV1xZnxO8的流程圖 9 研究電極的制備 將活性物質(zhì)、乙炔黑和聚四氟乙烯（ PTFE）按質(zhì)量比 8:1:1 的比例用異丙醇調(diào)和團狀，使其均勻混合 且富有彈性 ，搟壓成膜，置于烘箱中于 100 oC 烘干，截取直徑為 1 cm的圓形膜， 且記錄其質(zhì)量以便對其性能進行測試， 并壓于不銹鋼集流網(wǎng)上制成正極，金屬鋰片 作 為負極，電解液為 1 mol/L LiClO4的 ECDMC溶液（ EC 與 DMC 的體積比為 1： 1） 圖 4為扣式電池的示意圖。 這說明通過流變相法已經(jīng)合成了產(chǎn)物。流變相法合成和煅燒時不同比例的 Zn 擴散至 LiV3O8材料的結(jié)構(gòu)內(nèi)部，通過柱狀支撐作用增大 LiV3O8材料的層狀結(jié)構(gòu)，為 Li+的嵌入提供了比以前更多的空位 。而 和 遠不如這兩個比例的循環(huán)。 圖 9 給出了 400℃ 下熱處理 10 h 得到的