锂离子电池正极材料磷酸钒锂的研究进展

锂离子电池正极材料磷酸钒锂的研究进展.txt26选择自信，就是选择豁达坦然，就是选择在名利面前岿然不动，就是选择在势力面前昂首挺胸，撑开自信的帆破流向前，展示搏击的风采。

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２２ ? ７材料导报２１年５月第２００４卷专辑１５锂离子电池正极材料磷酸钒锂的研究进展刘丽英，海燕陈炼。

翟玉春。

张，，（广东工业大学材料和能源学院，州５８０；２迈科科技有限公司，莞５３０；１广１０６东２８０３东北大学材料和冶金学院，阳１００）沈１０４摘要磷酸钒锂是一种新型的锂离子电池正极材料，电化学性能受合成方法及工艺条件的影响。

介绍其了。

（０４。

ＶＰ）的结构特点及充放电过程的电化学特征。

全面综述了采用固相反应法、溶胶一胶法及微波法凝等制备磷酸钒锂的研究现状，比较了各种方法的利弊。

并关键词锂离子电池正极材料磷酸钒锂合成方法ＲｅｅｒｈＰｒｇｅｓｉｔｏｅＭａｅｉｌｔｉｍｎｄｕＰｈｓｈａｅｓａｃｏｒｓｎＣａｈｄｔｒａｓＬｉｈｕＶａａｉｍｏｐｔｆｒＬｉｈｉ－ｏｔｅｙｏｔｕｉｎＢａｔｒｍＬＩＬｙｎ，ＺＡＮＧａｙｎ，ＣＨＥＮａ。

ＵｉｉｇＨＨｉａＬｉｎ，ＺＨＡＩＹｕｈｎｃｕ。

（ＦａｕｔｆＭａｅｉｌｎｅｇＧｕｎｄｎｉｅｓｔｆＴｅｈｏｏｙＧｕｎｚｏ１０６；２ＭｃｉＴｅｈｏｏｙ１ｃｌｙｏｔｒａａｄＥｎｒｙ，ａｇｏｇＵｎｖｒｉｏｃｎｌｇ，ａｇｈｕ５８０ｙＮａｒｃｎｌｇＣ．ｔ，ｏｇｕｎ５３０；Ｉｓｔｔｏｔｒｌ８ｔｌｒｙＮｒｅｓｅｎＵｎｅｓｙＳｅｙｎ１０４ｏＬｄＤｎｇａ２８０３ｎｔｕｅｆｉＭａｅｉｓＬａＭｅａｌｇ，ｏｔａｔｒｉｒｉ，ｈｎａｇ１００）ｕｈｖｔＡｂｔａｔｓｒｃＬｔｉｍａａｉｍｈｓｈｔｓａｎｗｙｅｏａｈｄｔｒａｏｉｉｍ－ｏａｔｒ，ｏｅｅｅ—ｉｈｕｖｎｄｕｐｏｐａｅｉｅｔｐｆｃｔｏｅｍａｅｉｌｆｒｌｈｕｉｎｂｔｅｙｗｈｓｌｃｔｔｏｈｍｉａｒｐｒｉｓａｅａｆｃｅｙｓｎｈｓｓｍｅｈｄｎｒｃｓｏｄｔｎ．ｎｒｄｃｉｎｏｈｔｕｔｒｌｎｒｃｅｃｌｏｅｔｒｆｅｔｄｂｙｔｅｉｔｏｓａｄｐｏｅｓｃｎｉｏｓＡｎｉｔｏｕｔｏｆｔｅｓｒｃｕａｄｐｅｉａｅｅｔｏｈｍｉｌｃａａｔｒｔｃｎｃａｇ－ｉｃａｇｒｃｓｅｆＬ．（））ｉｒｖｄｄＴｈｅｅｒｈｐｏｒｓｅｎｌｃｒｃｅｃｈｒｃｅｉｉｓｉｈｒｅｄｓｈｒｅｐｏｅｓｓｏ３ａｓＶ２Ｐ（４３ｓｐｏｉｅ．ｅｒｓａｃｒｇｅｓｓｉｐｅａｉｇＬｉＶ２Ｐ０４３ｂｏｉ－ｔｔｅｃｉｎ，ｏ－ｅ，ｃｏｖｅｔｇｍｅｈｄｎＯｏｒｅｉｗｅｎｈｉｄｒｐｒｎ３（）ｙｓｌｓａｅｒａｔｄｏｓｌｇｌｍｉｒｗａｅｈａｉｔｏｓａｄＳｎａｅｒｖｅｄａｄｔｅｒ—ｎａｖｎａｅｎｉａｖｎａｅｒｌｏｃｍｐｒｄａｔｇｓａｄｄｓｄａｔｇｓａｅａｓｏａｅ．ＫｅｒｙｗｏｄｓＬ－ｏａｔｒ，ａｈｄｔｒａ，ｉＶ２Ｐ０４３ｓｎｈｔｃｍｅｈｄｉｉｎｂｔｅｙｃｔｏｅｍａｅｉｌＬ３（），ｙｔｅｉｔｏｓ０引言磷酸钒锂（ｉＰ。

是以磷酸根聚合阴离子为基础Ｌ。

（ｏ））Ｖ的正极材料，产生比较高的氧化还原电势，离子扩散能够锂通道大，有利于锂离子的脱嵌。

在２℃时，ｉ（４。

的３Ｌ３ＰＯ）Ｖ。

实际比能量比ＬＣＯ：１，ｉｏ高Ｏ达到５０ ? ／ｇ５Ｗｈｋ。

尤其是在低温（１℃），、２Ｐ４。

的比能量也能达到３３ ? 一０时，（Ｏ）９Ｗｂｋ，／ｇ高于ＬＣＯｉｏ２的３５ ? ／ｇｉ（０４。

的倍率性１Ｗｈｋ。

Ｌ３Ｐ）Ｖ和磷酸根四面体分享氧原子，每个金属钒原子被６个四面体的磷原子包围，时四面体磷被４个钒八面体所包围，成同形了三维的网状结构，原子处于这个框架结构的孔穴里，锂１个ＬＶ（０）结构单元中存在３个这样的四重晶体结构，。

Ｐ４。

所以共有１２个锂原子的位置。

图１为Ｌ。

（Ｏ）的结构示ｉｖ２Ｐ４。

意框图［，中标注了锂离子占位的近似面积。

Ｐｎｕ１其］ｅｇＦ等［的研究也给出了类似的结构。

由于磷酸根的加入替代６了氧离子，使化合物的三维结构发生变化，种三维结构允这能也优于钴酸锂。

另外其还具有热稳定性好、安全性高等优点，成为制备高能量、功率密度锂离子电池的候选材料之高一ｎ］。

许３ｏＬ速或者快速地从单斜磷酸钒结构中可逆脱ｏｔｌｉ慢出。

但由于磷酸钒锂的三维结构使金属离子相隔较远，Ｌ。

（０４。

ｉＰ）具有较高的理论容量和能量密度，且放Ｖ２而降低了电子迁移率，导致电子导电率低Ｅｓ目，￣］前主要通过－。

改进合成方法、化工艺条件及掺杂等途径解决磷酸钒锂存优在的问题，并取得了一定进展。

电电压稳定，比较理想的锂离子电池正极材料。

Ｌ的脱是ｉ嵌程度随充放电电压范围的不同而改变。

当充电终止电压小于４３时，．Ｖ只有２ｏＬｍｌｉ脱嵌，理论比容量为１３Ａ ? ３ｍｈｇ／。

而当充电终止电压高达４８．Ｖ时，ｔｏＬ能够可逆地３ｌｉｏ从晶格中脱嵌，对应的理论比容量达到１７９ｍＡ ?ｈｇ／。

随着综述了Ｌ。

（０４。

的结构、化学特征及合成方法ｉｖ２Ｐ）电等，介绍了已经取得的研究成果，价了各种方法的利弊，评并指出了今后的研究方向。

耐高压电解液的出现，Ｌ。

Ｐ。

对ｉ（Ｏ）在高电压范围内的电Ｖ化学性能研究也逐渐增多［９８。

在Ｌ，３ｉ脱嵌过程中，环伏安循曲线上出现相应的氧化还原峰。

４个氧化峰分别位于约１Ｌ３２Ｐ）ｉｖ（３的结构及电化学特征Ｌ。

Ｐ４。

于三斜晶系，ｉ（０）属Ｖ在三维结构中，金属八面体＊广东省高校优秀青年创新人才培育项目（ＹＭ００９Ｌ８４）３６３７４１和４６附近，．Ｖ、．Ｖ、．Ｖ．Ｖ３个还原峰分别位于３５．Ｖ、刘丽英：，９５年生，士后，师，女１７博讲主要从事新能源材料的研究Ｔｅ：２—９２３２Ｅｍａｌｌｉｇｉｓ＠１３ｃｒｌ００３３２３－ｉ：ｙｎｌｙ６．ｏｉｕｎ２４ ? ７材料导报２１００年５月第２４卷专辑１５７金属离子掺杂金属离子掺杂也是改善电池材料电化学性能的一条有效途径。

目前，关于金属离子掺杂对磷酸钒锂性能影响的报道相对比较少。

掺Ｇｅ”、ｒ、［］Ｃ［［］Ｚ［Ｍｇ勰、ｒ。

的研究结果表明，通过各种方法掺杂金属离子后磷酸钒锂的电导率、离锂ｔｅｒｎｌｅｃｓｎｈｍｉａａｄｌｃｒｃｅｃｌｅｏ－ｈｉｉｆｕｎｅｏｃｅｃｌｎｅｅｔｏｈｍｉａｐｒｒ［ｍａｃｓｏｉ（０４３ｃｒｏＪ．ｌｔｏｈｍｉｔ，ｎｅｆ３ＬＶｚＰ）ａｂｎ［］ＥｅｒｃｉｅＡｅａｃａ２７，００５３：４４７９ＴａｇＡｎｉｇ，ａｇＸｉｎｏ，ｕＺｈｍｉｇＥｌｃｒｃｅｃｌｎｐｎＷｎａｙｕＬｉｉｎ．ｅｔｏｈｍｉａｂｈｖｏｆｉ２Ｐ）／ｏｏｉａｈｄｔｒｌｏｅａｉｏ３（０４３ＣｃｍｐｓｅｃｔｏｅｍａｅｉｒｒＬＶｔａｆｌｈｕｉａｔｒｓＪ．ｔｒｅｔ２０，２１４ｉｉｏｂｔｉ［］Ｍａｅｔ，０８６：６ｔｍ－ｎｅｅＬ６子扩散系数、放电容量、环性能或倍率特性等都有不同充循程度的改善。

主要原因是掺杂后的产物具有粒度分布好、结构更稳定的特点［９。

５］。

１刘素琴，联兴，可龙，新型锂离子电池正极材料Ｏ唐黄等．Ｌ２Ｐ４。

的合成及其性能［］中国有色金属学报，ｂ（０）ｖＪ．２０，５８：２４０５１（）Ｉ９８结语以磷酸根聚阴离子为基础的正极材料，誉为是继金属被１姜霖琳，１田彦文，丽英．刘碳热还原法制备锂离子电池正极材料Ｌｓ（Ｏ）的研究［］材料和冶金学报，０６５ｉＶｚＰ。

Ｊ．２０，（２１５１）：１硫化物和金属氧化物之后的第３代锂离子电池正极材料。

理论和实验都证明，酸钒锂具有优异的综合电化学性能，磷非常适合作为高能锂离子电池的正极材料，已经引起了广泛的关注。

同时，国具有得天独厚地开发Ｌ。

（０４。

的资我ｉＰ）Ｖ源优势，应该在这方面进行深入研究。

虽然磷酸钒锂的研更究已经取得了较大进展，但相对于其它正极材料，对磷酸钒１刘丽英，彦文，霖琳，．离子电池正极材料Ｌ３２２田姜等锂ｉ一ｖ（０４。

的制备及电化学性能研究［］东北大学学报，Ｐ）Ｊ．２０，刊０９增１ＺｕＸａｊｎＬｕＹｎｉ，ｅｇＬａｇｉｅ１Ｓｎｈｓ３ｈｉｕ，ｉｕｘａＧｎｉｍｅ，ｔａ．ｙｔｅｉｎｎｓａｄｃａａｔｒｔｓｏ（０４３ａａｈｄｔｒａｓｆｒｎｈｒｃｅｉｉｆＬｂＶ２Ｐ）ｓｃｔｏｅｍａｅｉｌｏｓｃｌｈｕｉａｔｒｓＪ．ｌｔｔＩｎｅ，０８１９ｉ７ｉｉｍ－ｎｂｔｉ［］ＳｉＳａｅｏｉ２０，７，６９ｔｏｅｅｏｄｓ１Ｚｏｅｈｕ，ｉｎｍｅ，ｏＹｏｇａｇＯｎ－ｔｐｓｎ４ｈｕＸｕｃｏＬｕＹｏｇｉＧｕｎｌｎ．ｅｓｅｙ—锂的研究还比较少，特别是关于掺杂改性及作用机理的研究，而且磷酸钒锂的综合性能仍有很大的提升空间，别是特高电压范围内的电化学性能及倍率特性。

探索新的合成方法以及对现有方法进行优化也是需要继续关注的方向。

ｔｅｉｏｉ（Ｏ）／ｏｉｖｔｒｌｗｔｉｈｐｒｈｓｆＬ３ｓＰ４３Ｃｐｓｉｅｍａｅｉｉｈｇｅ－ＶｚｔａｈｆｒｎｅｆｒｌｈｕｉｎｂｔｒｓＪ．ｌｔｔＣｍｎｏｍａｃｏｔｉｍ－ａｔｉ［］ＳｉＳａｅｏｍｕ，ｉｏｅｅｏｄ２８，４６：６１００１２１刘素琴，５李世彩，唐联兴，ＬＶ２Ｐ４。

等．（０）的溶胶一凝胶法合参考文献１成及其性能研究Ｅ］无机化学学报，０６２（）６５Ｊ．２０，２４：４１刘素琴，６唐联兴，可龙，溶胶一黄等．凝胶法制备ｖ２Ｐ）（０４。

及其性能研究［］无机化学学报，０６２（）１６Ｊ．２０，２６：０７１ＺｕＸ，ｕＹＧｅｇＬＭ，ｔａ．Ｓｎｈｓｓａｄｐｒｏ７ｈＪＬｉＸ，ｎｅ１ｙｔｅｉｎｅ［ｒｍａｃｆｌｈｕｖｎｄｕｐｏｐａｅａａｈｄｔｒｌｎｅｏｉｉｍａａｉｍｈｓｈｔｓｃｔｏｅｍｅａｓｔａｉＳｉｉＭｅ１］ｒｏｍａｃｈｒｃｅｉｔｃｆｌｈｒｖ—ａｄＹ，ｔａ．ＩｆｒｎｅｃａａｔｒｓｉｓｏｉｉＰｅｔｍａｎｄｒｐｏｐａｅａａｈｄｔｒａｓｆｒｌｈｒｉｎｂｔａｉｍｈｓｈｔｓａｃｔｏｅｍａｅｉｌｏｔｉｉｍ－ａ—ｏｔｒｓＪ．ｏｒｏｒｅ，０３１９１１２６ｅｉ［］ＪＰｗｅｕｃｓ２０，１—２：６ｅＳ２ＨｕｎＨ，ＳｉｈＣｈｅ，ａｙＫ，ｅａ．Ｎａｏｔｕｔｒｄａｈｅ－ｉｈＹＴｒｃｔ１ｎｓｒｃｕｅｃｍｐｓｔｓＡｉｈｃｐｃｔ，ａｔｒｔ３（ｏｏｉ：ｈｇａａｉｆｓａｅＬｉＶｚＰ０４３ａｂｎｅｙ）ｃｒｏｆｒｌｈｕｉｎｂｔｅｉｙａｓｌｅｍｅｈｄＪ．ｏｒｏｔｉｍｏａｔｅｂｏｇｌｔｏ［］ＪＰｗｅｉｒｓ－Ｓｏｃｓ，００１８５７ｕｒｅ２８，４：８ｃｔｄｒｒｈｒｅｌｌｉａｅｅ［］ＡｖＭａｒａｏｅｏｃａａｅｉｕｂｔｒｓＪ．ｄｔ，ｈｆｅｇｂｔｍｈｔｉｅ２０（４：５５０４１）１２３１ＬｉｚａＺｏｈｎＧａｅｉｇｅ１Ａｒｍｉｉｇｓｌ８Ｙｕｈｎ，ｈｕＺｅ，ｏＸｕｐｎ，ｔａ．ｐｏｓｎｏ－ＰｄｉＫ，ｎｕｄｓａ，ｓｕｌｒｅ１Ｍａ—ａｈＡＮａｊｎａｗｍｙＫＳＭａｑｅｉｔ．ｐｅＣ，ａｐｎｆｔａｓｔｏｅａｅｏｎｒｉｓｉｈｓｈｔｓｗｉｉｇｏｒｎｉｉｎｍｔｌｒｄｘｅｅｇｅｎｐｏｐａｅｔｈｇｌｏｔａｅｎｃｔｃａｉｔｙｔｅｉｉ（（）／ｅｒｕｅｂｓｄｏｉｉｃｏｓｎｈｓｅＬ３Ｐ）３ｒｄｚＶｚ４ｃｒｏｍｐｓｅｔｒｌｏｔｉｉａｔｒｓＪ．ｌ—ａｂｎｃｏｉｅｉｒｉｕｏｂｔｉ［］ＥｅｏｔｍａａｆｌｈｍｎｅｅｃｔｏｅｉｉａＡｅａ，０ｒｈｍｃｔ２０７，２：２２５４９ＮＡＩＯｓｒｃｕｅｂｔｉｔｒａａｉ［］ＪＥｅｔｏＳＣＮｔｔｒｙｌｈｕｉｅｃｌｔｎＪ．ｌｒ—ｕｉｍｎｏｃｃｅＳｃ１９，４：５１ｈｍ，９７１４２８ｏ４１ＩｉＹｕｈｎ，ｈｕＺｈｎ，ｎＭａｍａｅ１Ｉｒｖｄｅｅ—９ｚａＺｏｅＲｅｎｎ，ｔａ．ｍｐｏｅｌｅＹｉＧｒｎｄｙＨ，ｔｏｅｅ１ＥｌｃｒｃｅｃｌｐｏｎＳＣ，ｏｏｅＳｒｂｌＰ，ｔａ．ｅｔｏｈｍｉａｒ－ｔｏｈｍｉｌｉｎｅｔｎｐｒｒｎｅｆｉ（０）／ａ－ｒｃｅｃｓｒｏｅｆｍａｃｓｏ３ａＬｉｉｏＬＰ４３ｃｒＶ２ｐｒｙＳｒｃｕｅｒｌｔｏｓｉｓｉｎｃｉｉｉ（Ｏ４ｅｔ：ｔｕｔｒｅａｉｎｈｐｎｍｏｏｌｃＬａＶｚＰ）ｎ一ｂｎｃｍｏｉａｒｌｐｅａｄｙｌｅｒｕｅ］Ｍａｏｐｓｅｔｉｓｒｒｓ－ｌｏｔＪ．—ｏｔｍｅａｐｅｂａｏｇ［ｔｒＬｅｔ２０７，１：６２ｅｔ，０６４５口］ＪＡＣｅＳｃ２０，２（４：００．ｍｈｍｏ，０３１５３）１４２５Ｓｔ，ｋｗａＨ，ｔａ．ｈｎｅｅｔｏｉｃａｇａａｉａｏＭＯｈａｅ１Ｅｎａｃｍｎｆｄｓｈｒｅｃｐｃ—２ＴａｇＡｎｉＷａｇＸｉｎｏＹａｇＳｕｙ．ｎｖｌｍｅｈｄ０ｎｐｎ，ｎａｙｕ，ｎｈｎｉＡｏｅｔｏｔｆＬｂｖ２Ｐ）ｙｓａｉｚｎｈｒｈｒｏｉｐａｅａｙｏ（０４３ｂｔｂｌｉｇｔｅｏｔｏｈｍｂｃｈｓｔｉｔｙｔｅｉｖ２Ｐ））／ｃｍｐｓｅｎｓｅｅｒｅｅ－ｏｓｎｈｓｅｚ１（（３ｅｏｏｉｄｉｅｔｈｍｉ４ｔａｔｌｏｒｏｔｍｐｒｔｒ［］Ｓｌｔｔｎｃ，００１５１７ｏｍｅｅａｕｅＪ．ｏｉＳａｅｏｉ２０，３：３ｄＩｓ６ｃｌＡｉｔｒａａｉｎｐｒｒｎｅ［］Ｍａｅｅｔ２０，２ａＩｅｃｌｔｅｆｍａｃｓＪ．ｔｒＬｔ，０８６：ｎｏｏ３６７６Ｆｅｇ，ｈｏＹａｍｉｇＡｎＸｉｏｉｇ，ｔａ．ｔｕｔｒｎｕＰｎＺａｎｎ，ａｎｎｅ１Ｓｒｃｕｅａｄｅｅｔｏｈｍｉａｐｏｅｔｓｏｎｎｃｒｏ－ｏｔｄＬ３一ｌｃｒｃｅｃｌｒｐｒｉｆａｏａｂｎｃａｅｉＶ２ｅ２ＣｈｎＱｕｎｉＷａｇＪａｍｉｇ，ｎｅｇｅ１ｌｃｒ—１ｅａｑ，ｎｉｎｎＴａｇＺｈｎ，ｔａ．Ｅｅｔｏｃｅｉａｅｆｒｎｅｏｈａｂｎｃａｅ３ｈｍｃｌｐｒｏｍａｃｆｔｅｃｒｏｏｔｄＬｉＶｚ（Ｏ，３Ｐ）（０）ｐｐｒｙｓｌｅｍｔｏ［］ＥｅｔｃｉｉｃＰ４３ｒａｅｂｏｇｌｅｄＪ．ｌｒｈｃＡ—ｅｄ－ｈｃｏｍａｔ，０７５５８ａ２０，２：２１７ｃｔｏｅａｒｌｙｔｓｅｙａｓｌｅｍｅｏ［］Ｅｅａｄｔｉｎｈ￣ｄｂｏｇｌｔｄＪ．ｌ－ｈｍｅａｓｅ－ｈｃｔｏｈｍｉａＡｃａ，０７５：２１ｒｃｉｃｔ２０，２５５ＳｉｉＹ，ａｋｒＪＨｕｎ，ｔａ．ｅｔｏｈｍｉａｒａｄＭＢｒｅ，ａｇＨｅ１Ｅｌｃｒｃｅｃｌｐｏ－ｐｒｉｓｏｉｉｍａａｉｍｈｓｈｔｓａｃｔｏｅｍａｅｉｌｅｔｅｆｌｈｕｖｎｄｕｐｏｐａｅａａｈｄｔｒａｔ２ＲｅＭ，ｈｕＺＧｏＸＰ，ｔ１ｏｅＳｅｌｉｚＰ）／２ｎＭＺｏ，ａｅａＣｒ－ｈｌＬ３（０ｄ３．ＶＣｏｏｉｓａａｈｄａｅｉｌｆｒｌｈｕｉｎｂｔｅｉｓｃｍｐｓｔｓｃｔｏｅｍｔｒａｏｉｉｍ－ａｔｒｅｅｔｏｆｒｌｈｕｉａｔｒｓＪ．ｌｃｒｃｅＳｌｔｔＬｔ，ｏｔｉｏｂｔｅｉ［］ＥｅｔｈｍｉＳａｅｅｔｉｍ－ｎｅｏｏｄ２０，（）Ａ１９０２５７：４８Ｌｉｚａ，ｕＸｉＹａｉ．ｔｄｎｓｎｈｓｓｒｕｅｎＹｕｈｎＬｉｎ，ｎＪｅＳｕｙｏｙｔｅｉｏｔｓａｄ［］ＪＰｙｈｍ２０，１（４：６９Ｊ．ｈｓｅＣ，０８１２１）５８Ｃ（下转第２７页）７国内外石蜡类相变材料在节能方面的研究和进展／立久等王方面外，还可以应用在航天、空调系统、纺织等方面。