水熱法制備V2O5薄膜電極及其性能研究.pdf

1、因理論比容量高、能量密度大、原料來源廣、廉價等優(yōu)勢，V2O5作為鋰離子電池正極材料具有非常大的發(fā)展前景。但較差的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、較低的電子導(dǎo)電率、以及較小的 Li+擴(kuò)散系數(shù)，導(dǎo)致V2O5在鋰離子電池中的應(yīng)用有著諸多限制。本文通過簡單易操作的水熱合成法制備V2O5薄膜電極，并對其結(jié)構(gòu)、形貌、電化學(xué)性能進(jìn)行研究。
　　XRD、SEM分析測試表明：不同條件下制備的V2O5薄膜均是正交晶系層狀結(jié)構(gòu)，但在微觀形貌上具有較大的差異性。隨著水熱時間

2、的增加，V2O5的微觀形貌由一維向三維結(jié)構(gòu)變化，水熱5h時，得到直徑8～10μm，厚2～4μm的渦輪狀納米花；添加表面活性劑可得到比表面積更大的三維結(jié)構(gòu)V2O5，添加溴化十六烷基三甲胺（CTAB）時，得到直徑8～9μm的渦輪狀V2O5納米結(jié)構(gòu)，并且在渦輪葉片縫隙中嵌有大量的粒徑約為300nm的V2O5納米顆粒。
　　電化學(xué)性能測試結(jié)果表明：隨著水熱時間、表面活性劑添加量的增加，V2O5薄膜電極的首次放電比容量均呈現(xiàn)出先增大后減小的

3、趨勢，在水熱5h、添加4.27％的CTAB條件下制備的V2O5薄膜電極具有最優(yōu)的電化學(xué)性能。在200μA/cm2充放電電流密度下，首次放電比容量達(dá)到237mAh/g，經(jīng)35次充放電后，放電比容量保持率達(dá)到90%以上。當(dāng)充放電電流密度由100μA/cm2逐步增加到600μA/cm2時，放電比容量由297mAh/g逐漸減小到154mAh/g，經(jīng)36次循環(huán)后電流密度回到100μA/cm2時，放電比容量可穩(wěn)定在210mAh/g，放電比容量保持率