LiVO3电极材料的制备研究进展
摘要：钒氧化物具有高比能量，良好的可充电性和倍率能力、低成本等特点，使其作为锂离子电池正极材料受到广泛研究。本文对钒氧化物的研究现状进行了综述，对LiVO3材料作为锂离子电极材料的可能性进行了综述。
关键词：偏钒酸锂； 正极材料； 锂离子电池；水热法；电化学
一、文献综述
作为一种新型绿色蓄电池,锂离子蓄电池具有体积小、质量轻、比容量大、循环寿命长、自放电小、无记忆效应等优点。目前已广泛应用于便携式移动工具、数码产品、人造卫星、航空航天等领域,在电动自行车和汽车等领域也具有非常广阔的前景,而随着材料性能的进一步提高,未来有可能在电网调峰、太阳能和风能蓄电等领域发挥重要作用。正极材料是锂离子蓄电池研究中最关键也是成本最高的部分,目前市场上最有潜力的锂离子蓄电池正极材料主要有锂钴氧、锂镍氧及锂锰氧三种。其中, 锂钴氧是主流材料, 但是钴毒性较大,且钴资源严重稀缺,价格昂贵;而锂镍氧由于合成条件苛刻,很难制备出一定计量比的产物;层状的锂锰氧虽然具有200 mAh/g以上的比容量,但是结构稳定性很差,而尖晶石型的锂锰氧比容量很低,且高温下的结构稳定性有待加强。上述缺点限制了材料的进一步应用。因此寻找性价比更好的新材料成为了研究的重点。
钒氧化物及钒的衍生物则因为钒资源的丰富、成本较低及对环境无害而得到广泛的研究。因此新型的钒系材料也在不断的研究中，等首次提出将材料作为锂离子电池的正极应用并分析了其充放电的原理，但是对于这种材料的电化学性能并没有仔细的研究。由于LiVO3材料具比能量高、合成简单等优点，吸引了研究工作者的重视。
简雪梅等人采用固相法和燃烧法合成LiVO3。固相法主要是将原料混合后煅烧，他们釆用了两种方法将原料混合：一种是以酒精为溶剂球磨混合，测试了所制备材料的形貌、充放电性能、倍率性能、交流阻抗等性能，研究了煅烧温度对材料电化学性能的影响；另一种方法是将药品在研钵中研磨混合，在草酸的作用下，材料可以均匀的混合得到浆体，然后再煅
烧，对比了不同煅烧温度下材料的电化学性能。而燃烧法是一种基于无机盐与有机燃料之间的反应。具有制备简单、反应快速、所需设备简单等优点，他们以草酸为燃料进行燃烧法的制备，草酸不仅作为燃料起到作用，同时还可以促进原料的混合，促进反应的进行，有利于材料的合成并提高性能。另外他们还研究了煅烧时间及燃料比例对材料性能的影响，对比了各组材料的形貌、充放电性能、阻抗大小，还用交流阻抗法和恒电流间歇滴定法计算了性能较好的一组材料的锂离子化学扩散系数。
Pralong等在Li2CO3和V2O5的化学计量混合物中使用传统的固态反应。首先混合初始试剂，然后在空气中在铂坩埚中于500℃加热12小时。所获得的单相样品显示出良好的循环稳定性，并且在25mAg-1（C/10速率）的电流密度下具有253mAhg-1的特定容量。Jian与同事合成了LiVO3，采用草酸助燃法，以LiNO3和NH4VO3为原料，草酸为燃料。LiVO3在450℃煅烧2 h表现出最佳的电化学性能，在50mAg-1和500mAg-1的电流密度下分别提供298.4 mAhg-1和262.5mAhg-1的高放电容量。在另一项工作中，Jian等人使用Li2CO3和NH4VO3作为原料，在空气中于300-550℃下进行球磨路线，然后进行固态反应12小时。在350℃下获得的产物具有相对低的结晶度和小的粒度，在50mAg-1的电流密度下在第50次循环之间在1.0和3.5V之间显示最大的初始电化学容量250mAhg-1。Channu等人探索了一种沉淀方法。通过在室温下将V2O5粉末溶解在1M LiOH·H2O溶液中制备反应混合物。在400℃随后煅烧之后，获得了LiVO3 / Li3VO4组合物。然而，上述论文都没有提供关于所制备材料的详细结构信息，因此没有机会确定影响LiVO3电化学性质的最重要因素（形态或结构）。
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