| 摘 要： | 采用溶胶-凝胶法得到前驱体,再通过固相烧结法制备10%钒改性碳包覆硅酸铁锂正极材料,系统考察了3种羧酸(即柠檬酸、乙酸、草酸)添加剂对10%钒改性碳包覆硅酸铁锂正极材料的晶相结构、表面形貌、界面特性和电化学性能的影响.结果表明,3种羧酸添加剂制备的材料都能得到结晶性较好的P2_1和Pmn2_1混合相结构,主要杂质相为铁,此外还存在少量偏硅酸锂杂质.以柠檬酸、乙酸、草酸为添加剂合成的10%钒改性碳包覆硅酸铁锂正极材料在0.1C倍率下的首次放电容量分别为144.7、140.3和168.7 mAh·g~(-1),最大容量分别为155.9、145.3和172.0 mAh·g~(-1)出现在第7、15和2周,经50周循环后容量保持率分别为68.2%、76.7%和59.4%.柠檬酸单位分子内含有3个羧酸根,以柠檬酸为添加剂合成的材料残留碳含量最高为7.8%,促进了铁杂质的形成,较大的电荷传质电阻(147Ω)使得库仑效率较低,循环性能较差.相反,乙酸分子中只含有一个羧酸根,以乙酸为添加剂合成的材料中铁杂质相最少,电荷传质电阻(73Ω)最低,导致容量保持率最高,循环性能最好.草酸分子中含有两个羧酸根,以草酸为添加剂合成的材料形成较大的花状形貌,得到合适的残留碳含量(6%),极大地提高了锂离子迁移率(3.85×10~(-15)cm~2·s~(-1)),从而取得超过一个锂离子(1.05)的脱嵌.
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