1、作為一種清潔可靠的儲能技術，鋰離子電池在眾多領域中有著廣泛的應用。隨著各種用電設備的發(fā)展，對鋰離子電池的倍率性能及能量密度提出了更高的要求。因此，尋找能夠提供高能量密度的電極材料仍十分關鍵。由于金屬釩特有的電子結構，釩系氧化物有著豐富的氧化態(tài)，能夠與氧形成各種不同的配位多面體結構和組合形式，為通過調(diào)節(jié)釩系氧化物的晶體結構，進而實現(xiàn)對結構相關性質(zhì)調(diào)控提供了可能。因此，釩系氧化物近年來受到了人們廣泛的關注和深入的研究，尤其是其在能源相關領域

2、的應用，如鋰離子電池和超級電容器等。而尋找能夠應用于上述方面的新型釩系氧化物也是目前人們研究的熱點之一。
　　本論文以釩系氧化物為研究對象，通過簡單的固相及液相反應對釩系氧化物的微納結構進行調(diào)控，并考查所獲得的釩系氧化物在鋰離子電池中的電化學性能。通過不同表征手段，在了解所得釩系氧化物的微納結構及表面結構的基礎上，結合電化學手段，對釩系氧化物微納結構與電池性能的結構-性能相關性進行初步探討。具體內(nèi)容如下:
　　(1)通過溶劑

3、熱結合高溫煅燒的方法合成了V2O5微米花狀結構，該結構由相互分立的納米薄片組成。經(jīng)過電化學測試，該結構在高電流密度下展示了優(yōu)異的循環(huán)性能，在1Ag-1的電流密度下循環(huán)1500圈，容量高達104mAh g-1;即使電流密度提高到2Ag-1，經(jīng)過3000次循環(huán)之后，容量仍可保持在80mAh g-1以上，衰減極低，為目前文獻報道中單一組分V2O5循環(huán)壽命最長的結果。通過循環(huán)伏安法結合交流阻抗譜的測試與分析，該結構與以往所報道的V2O5儲鋰機制

4、有所不同，其在充放電過程中所表現(xiàn)出的電化學行為有一定電容行為的貢獻，因此該結構的高倍率循環(huán)性能十分優(yōu)異。
　　(2)通過在真空條件下高溫加熱的方法，對固相法得到的Li3VO4粉末進行處理，得到了內(nèi)部為結晶態(tài)，外部為無定形層的Li3VO4-δ，結構測試表明無定形層中含有V4+和氧空位缺陷。詳細考查了二者的電化學性能，我們發(fā)現(xiàn)，較之于Li3VO4，Li3VO4-δ的可逆容量及首次充放電的庫倫效率均有明顯的提高。其指標上的改善可歸因于無

5、定形層中的空位缺陷促進了Li3VO4-δ中鋰離子傳輸?shù)膭恿W。該方法簡單易行，未對Li3VO4的形貌和尺寸進行任何調(diào)控，也未對Li3VO4進行任何碳材料的包覆，避免了碳材料或其他物質(zhì)的引入帶來的負面影響，為Li3VO4的改性提供一條新的思路和途經(jīng)。
　　(3)通過溶劑熱與高溫煅燒相結合的方法得到了具有介孔結構的Li3VO4多孔納米顆粒。經(jīng)過電化學測試表明，納米尺寸、多孔結構的特點有利于提高Li3VO4的電化學性能。該結構在高電流密

6、度下展示了優(yōu)異的循環(huán)性能，在1 Ag-1的電流密度下循環(huán)800圈，容量達302mAh g-1;電流密度提高到2Ag-1，經(jīng)過1000次循環(huán)之后，容量仍可保持在209mAh g-1以上。通過對Li3VO4多孔納米顆粒進行循環(huán)伏安法測試，我們對其峰值電流等參數(shù)與電壓掃描速率進行相關性分析，結果表明Li3VO4多孔納米顆粒的電化學行為，近似于有機電解液中的贗電容行為，因而大倍率性能優(yōu)異。這為進一步研究Li3VO4的儲鋰機制及其性能的提升提供一