【正文】 畢業(yè)設計生產(chǎn)過程中，我跟老師和同學問了很多問題，幫助，使我的畢業(yè)設計可以更順暢的教師和學生的積極性的答案。感謝 父母對我的 支持 你們 含辛茹苦 為我 的學習創(chuàng)造條件， 你們 總是站在我身后默默的支持我。 與不摻 Zn 的 LiV3O8相比， LiV1xZnxO8在放電容量、循環(huán)性能等電化學性能表現(xiàn)了良好的優(yōu)越性。但是不如 350 度 比例的產(chǎn)物。因此 獲得 一個更好的電化學性質(zhì)。從圖中可以看出，在 30 mA/g 的電流速率下， 400 oC 的 10 h 的樣品首次容量 較 高，達到304 mAh/g，在經(jīng)過 2 次充放電之后 ,其放電容量已基本穩(wěn)定，在經(jīng)過 25 周循環(huán)之后，其比容量仍能達到 250 mAh/g 以上；而產(chǎn)物 LiV3O8首次放電容量僅為 290 mAh/g，經(jīng)過 21 周循環(huán)之后，放電容量為 220 mAh/g，這說明產(chǎn)物 在 400℃ 煅燒10 小時 的循環(huán)性能良好 。 LiV3xZnxO8 產(chǎn)物的放電容量 －循環(huán)周次圖分析 15 圖 10 400℃ 下加熱得到的不同比例的 LiV1xZnxO8的循環(huán)放電圖 如圖 10 所示為 400℃下 、 、 、 各比例的處理 10 h 得到的LiV1xZnxO8樣品 在 30 mA/g 的電流速率下的放電容量－循環(huán)周次圖。鋰離子可以排列在八面體點上。 由圖 9 可以看出， Zn 比例 為 、 的摻雜樣品 的充放電循環(huán) 曲線走勢較好， 事實上，影響電池放電容量的因素 較 多， 比如 電極材料的合成方法、電極與電池的組裝工藝、 隔膜與電解液 的選擇、正負極之間的匹配與相互作用、環(huán)境溫度等 等 。圖 5 為不同比例下加熱處理 10 h 得到的 LiV1xZnxO8樣品在放電速率為 30 mA/g、截止電壓為 V時的首次放電曲線。經(jīng)對照 JCPDS 數(shù)據(jù)庫，所得 的位置與文獻圖譜 的位置 基本 一致 。 3 結果與討論 LiV1xZnxO8 產(chǎn)物的 XRD 圖譜 分析 圖 3 CR2020 型扣式電池實物圖 10 圖 41 400℃溫度下 加熱得到的 LiV3O8的 XRD 圖譜 圖 42 400℃ XRD 譜圖 11 圖 41 為 400℃ 空氣 條件 下分別加熱處理前驅(qū)體 10 h 所得的 LiV3O8產(chǎn)物的XRD 圖譜。本實驗中采用的流變相法的合成流程圖如圖 2 所示： 調(diào)流變相保濕斧 80℃ 5h LiOH因馬弗爐 的性質(zhì)不可以急劇升溫。2H2O），然后將它們置于瑪瑙研缽中 在紅外燈光照下 研磨成粉末， 放保濕釜中 80℃ 保濕 6 小時。) 掃描電子顯微鏡（ SEM） JSM6380LA 型掃描電子顯微鏡（先進行噴金處理以提高起其導電性） 手套箱 嚴格低水低氧充滿氬氣的簡易手套箱 (材料為有機玻璃 ) 電池封邊機 深圳美森機電有限公司生產(chǎn)的 CR2020 手動扣式電池封邊機 恒電流充放電實驗檢測系統(tǒng) 深圳新威爾電子有限公司生產(chǎn)的 BTS 系列高精度電池測試系統(tǒng) 手動壓 片 機 天津市光子儀器廠 二次蒸餾水系統(tǒng) 上海亞榮生化儀器廠生產(chǎn)的 SZ93 自 動雙重蒸水系統(tǒng) 瑪瑙研缽 遼寧凌源宋杖子瑪瑙加工廠 循環(huán)伏安 RST3000 電化學工作站 材料的合成： LiV1xZnxO8前 驅(qū)體的合成 按一定 的 摩爾比例（ LiOH 2 實驗 試劑和儀器： 化學試劑： 試劑 簡介 LiOH （ 2） 隔膜 ——一種經(jīng)特殊成型的高分子薄膜，薄膜有微孔結構，可以讓鋰離子 自由通過，而 但是 電子不能通過。外殼采用鋼或鋁材料蓋體組件具有防爆斷電的功能。這就需要一個電極在組裝前處于嵌鋰狀態(tài)一般選擇相對鋰而言電位大于 3V且在空氣中穩(wěn)定的嵌鋰過渡金屬氧化物做正極如 LiCoO LiNiO LiMn2O4。一般采用含有鋰元素的材料作為電極的 電池 。它是現(xiàn)代高性能電池的代表。鋰離子電池是可充電電池，主要依賴于鋰離子的移動的正電極和負電極之間的工作的。 ，電流逐漸減小 。 經(jīng)過多年的研究，已經(jīng)找到了較好的充電控制方法 : 。 鋰電池在充電中具有如下的特性 : ，電壓是逐漸上升的 。構成電極的嵌入化合物和鋰離子的鋰離子濃度影響的鋰離子電池的工作電壓。典型的鋰離子蓄電池體系由碳負極 (焦炭、石墨 )、正極氧化鈷鋰 (LixCoO2）和有機電解液三部分組成。 鋰鎳鈷氧化物 (LiNixColxO2)系統(tǒng)。 鋰鎳氧化物 (LiNiO2)系統(tǒng)?？臻g群為 R5m，氧原子構成立方密堆序列，鈷和鋰則分別占據(jù)立方密堆積中的八面體 3(a)與 3(b)位置。 Li1+xV3O8 屬于單斜晶系，呈層狀結構，空間群為 P2im，其結構單元是兩層 V3Os結構中間夾有鋰離子的 MXM(V3O8． LiV3O8)的夾心餅， Li+占據(jù)八面體間隙位置額外的鋰離子 (與 z 相對應 )嵌入到層間，并占據(jù)四面體間隙位置。但鋰電池正極材料還 2 存在一定的技術瓶頸，尤其是它的電容量高與安全性能強的優(yōu)勢還未充分發(fā)揮出來。 1％之內(nèi)。而鉛酸電池 以及 鎳鎘電池由于存在有害物質(zhì) 鎘和鉛 ，所以鋰離子動力電池是電池行業(yè)的發(fā)展方向。 3G 手機的推廣和新能源汽車大規(guī)模商業(yè)化鋰離子電池正極材料的發(fā)展將帶來新的機遇。通過 XRD 測試表明通過流變相法成功制備了 LiV3xZnxO8 產(chǎn)物。 因此，近 20 年來其作為 二次鋰離子電池正極材料的研究 受到了人們的廣泛關注。 本文中，采用低溫下流變相法摻雜 Zn 來合成正極材料 LiV1xZnxO8，并對所合成材料的制備條件以及電化學性能進行研究。實驗表明 400℃溫度下加熱處理 10 小時得到的 LiV3xZnxO8樣品具有的首次放電容量達到 mAh/g，而且其循環(huán)性能優(yōu)良，在經(jīng)過 30 周循環(huán)以后，其比容量仍能達到 mAh/g。因此，鋰離子電池作為未來的發(fā)展方向 ，其 正極材料的市場發(fā)展前景 較好 。 雖然鋰電 鋰離 子電池的額定電壓為 （少數(shù)的是 ）。鋰離子電池的終止放電電壓為 ～ （電池廠家給出工作電壓范圍或終止放電電壓的參數(shù)略有不同）。 因此還需要人們大量的研究與發(fā)展。 Lil+xV3O8具有鋰的嵌入量大 (z可達 )、比能量高、放電容量大、可逆性較好等特點。晶格常數(shù) a= 197。 LiNiO2 是目前研究的各種正極材料中容量最高的系統(tǒng)，具有類似于 LiCoO2的層狀結構，空間群為 R5m，晶格常數(shù) a= 197。采取降低反應溫度、用酸瀝去的方法制備 的 LiNixCo1xO2正極充電電壓稍低，更能適用于大多數(shù)電解質(zhì)其結構介于尖晶石和層狀之間，屬于一種準尖晶石結構這種結構由于不穩(wěn)定，在連續(xù)的充放電過程中，極化不斷增大因而容量衰減很快，它的初始容量和循環(huán)性能均不如LiNiO2和 LiCoO2但當用酸液提取樣品中少量 Li， Co，使樣品中 Li 與 Co 所占比例適度降低后，其結構會由準尖晶石型轉(zhuǎn)變?yōu)楦€(wěn)定的缺陷尖晶石型，電化學性能因而得到很大的改善。 鋰離子電池的結構如圖 1 和圖 2 所示，一般由 正極殼、 正極、高分子隔膜 、負極和負極殼 構成。 因此，在充放電循環(huán)時， Li +分別在正負極上發(fā)生 ―嵌入 脫嵌 ‖的 反應， Li+便在正負極之間來回移動， 因此 ， 這種 鋰離子電池 又被形象的 稱為 ―搖擺電池 ‖ 4 或者是 ―搖椅電池 ‖。 ，內(nèi)阻變化，電壓維持不變 。 ，使電壓基本達到 。 (如 )時，電池達到充滿狀態(tài)。來回兩個電極之間的充電和放電的過程中和解吸鋰離子可再充電電池 ，從正極脫嵌的鋰離子嵌入負極，通過電解液，在富鋰的狀態(tài)的負極 。 所謂鋰離子電池是指分別用二個能可逆地嵌入與脫嵌鋰離子的化合物作為正負極構成的二次電池。是現(xiàn)代高性能電池的代表。做為負極的材料則選擇電位盡可能接近鋰電位的可嵌入鋰化合物如各種碳材料包 括天然石墨、合成石墨、碳纖維、中間相小球碳素等和金屬氧化物包括 SnO、 SnO錫復合氧化物 SnBxPyOz(x=→ ， y=→ ， z=(2+3x+5y)/2)等。 我們通常所說的 電池容量 指的就是放電容量。 （ 3）負 極 ——活性物質(zhì)為石墨，或近似石墨結構的碳，導電集流體