钠离子电池正极材料Na 3 V 2 （PO 4 ） 3 的合成与研究

发布时间：2022-01-19 17:12

　　磷酸钒钠（NVP）具有较大的钠离子传输通道,在充放电过程中钠离子可以快速传输,并且具有较高的理论比容量（118 mAh/g）。钠资源储量丰富的优点使NVP适用于大规模储能。因此,近年来众多科学家致力于钠离子电池磷酸钒钠的研究,逐步发展起NVP的合成方法、掺杂改性、碳包覆等研究,提高该材料的储钠电化学性能。本论文的主要研究如下:1.从原材料出发,探究不同价态钒源对合成磷酸钒钠材料电化学性能的影响。通过化学还原法将V₂O₅中的五价钒分别还原为四价和三价,再合成磷酸钒钠。结果表明,三价钒为原材料合成的磷酸钒钠结晶性更好,具有更好的循环及倍率性能。2.使用五种不同的合成方法（一步水热法、两步水热法、溶胶凝胶法、电解-水热法、电解-溶胶凝胶法）来合成具有NASICON结构的磷酸钒钠正极材料,筛选出磷酸钒钠电极材料的最优合成方法。XRD测试证明了五种方法均能够成功合成出磷酸钒钠,其中两步水热法合成的材料衍射峰更加尖锐,材料结晶性更好,电化学阻抗最小,并且具有更优异的循环稳定性和倍率性能,表现出良好的电化学性能,是磷酸钒钠的最优合成方法。3.为克服NVP电... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

钠离子电池原理图

图 2-5 电解-溶胶凝胶实验效果图酸钒钠材料的物理表征确定所合成的材料是否为纯相，以及更深入的了解所合成的材料的形态等物理特性，我们对所合成的磷酸钒钠正极材料，以及加入添锰酸锂正极材料进行了一些物理表征。 物相测试（XRD）RD 的英文缩写是 X-ray diffraction，称为 X 射线衍射技术。该技术 X 射线衍射得到衍射峰，由于不同晶体结构会呈现出不同的衍射峰射峰的位置、强度、形状等，确定材料的晶体结构、晶粒尺寸、结参数等信息。本论文中测试 XRD 是采用 Bruker D8Advance X 射线用来测试磷酸钒钠的物相与文献是否匹配，加入添加剂对镍锰酸锂相是否有影响，测试条件为：管压 36 kV，Cu-Kα 辐射，扫描速度描范围为 10 ≤ 2 ≤ 60°。扫描数据通过 Jade 软件分析。

电子科技大学硕士学位论文价态合成的磷酸钒钠电极材料结构用三价钒溶液和四价钒溶液合成的材料均为磷酸钒钠 射线衍射测试。图 3-1 (a)为两种材料的物相图，从图是从三价钒出发合成的磷酸钒钠材料 NVP[V(Ⅲ)]，还钒钠材料 NVP[V(Ⅳ)]，两种材料的衍射峰均能够很衍射峰对应[55-57]，且均未发现杂峰，由此可以说明，为结晶性较好的纯相，不含有杂相，并且表明加入 N这一过程不会对磷酸钒钠的物相有影响。，可以看出 NVP[V(Ⅲ)]样品的衍射峰比 NVP[V(Ⅳ)强度更大，由此猜测 NVP[V(III)]具有更好的结晶性，。

【参考文献】：
期刊论文
[1]钠离子电池正极材料研究进展[J]. 方永进,陈重学,艾新平,杨汉西,曹余良.  物理化学学报. 2017(01)
[2]碳酸锂价格持续暴涨[J].   乙醛醋酸化工. 2016 (03)
[3]钠离子电池:储能电池的一种新选择[J]. 李慧,吴川,吴锋,白莹.  化学学报. 2014(01)

硕士论文
[1]磷酸钒锂电极材料的合成方法与电化学性能研究[D]. 辜琴.电子科技大学 2018



本文编号：3597250