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Li/富锂钒青铜(Li_6V_6O_(15))二次电池正极材料研究

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应用化学 1992年第5期9卷 80-83页

作者：华寿南姜能座山东大学化学系济南250100

近年来,人们对二次锂电池的正极进行了不少研究。许多过渡金属氧化物或硫化物,如V_6O(13),Li_(1+x)V_3O_8,TiS_2,MoS_2等被认为是较好的正极材料。Pistoia等研究了Li_(1+x)V_3O_8钒青铜的电化学性能得出,当Li浓度高时。

关键词：钒青铜锂电池锂插入反应蓄电池

固溶体电报材料—钒青铜型结构Li_xV_2O_5的合成与性能研究

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北京工业大学学报 1992年第3期18卷 56-60页

作者：董治长北京工业大学研究生部

以LiVO_3、V_2O_5、V_2O_3为原料,在600℃、氮气氛中经32h固相反应合成的βLi_xV_2O_5(0.3≤x≤0.6),在200～400℃电池电化学反应过程中,其β-钒青铜型结构不变。这说明βLi_xV_2O_5是一种结构稳定的二次电池固溶体电极材料。

关键词：钒青铜二次电池固溶体电极

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锂离子在γ－钒青铜中扩散行为的研究

广西大学学报（自然科学版） 1995年第1期20卷 34-36页

作者：陈希慧广西大学化学系

用电化学方法及Ｘ－射线衍射分析对有较大实用可能性的二次锂电池正极活性材料γ－钒青铜（Ｌｉ１＋ｘＶ３Ｏ８）进行扩散行为研究。结果表明；电池的正极反应是由锂离子在γ－钒青铜中的扩散所控制。

关键词：二次锂电池锂离子扩散行为钒青铜

V_5O_(9+x)(x=0,1)和 Cu_xV_5O_(9.1)的电性能

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无机材料学报 1992年第1期7卷 112-117页

作者：田顺宝周放俞慧君中国科学院上海硅酸盐研究所

采用固相反应法制备了 V_5O_(9+x)(x=0,1),它是一个多组元混合物,主结构属单斜晶系,晶胞参数随 x 而变化。室温电导率达10~0～10^(-2)(Ω·cm)^(-1)数量级,是纯电子电导化合物。用电化学法制备了 Cu_xV_5O_(9·1),室温电导率达10^(-1)(... 详细信息

采用固相反应法制备了 V_5O_(9+x)(x=0,1),它是一个多组元混合物,主结构属单斜晶系,晶胞参数随 x 而变化。室温电导率达10~0～10^(-2)(Ω·cm)^(-1)数量级,是纯电子电导化合物。用电化学法制备了 Cu_xV_5O_(9·1),室温电导率达10^(-1)(Ω·cm)^(-1)数量级,是电子和离子的混合导体。讨论了可能的结构和导电机理。

关键词：电性能钒氧化物钒青铜

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有机太阳能电池双金属氧化物界面层的研究

有机太阳能电池双金属氧化物界面层的研究

作者：蔡宇峰湘潭大学

学位级别：硕士

由于环境污染问题日益严重,清洁能源的消耗不断增长,发掘新能源已经成为当代科学研究的重大课题。有机太阳能电池具备制备工艺简单、环境友好、成本低廉的优点而备受研究人员的青睐。近年来,有机太阳能电池的性能得到很大的提升,电池的... 详细信息

由于环境污染问题日益严重,清洁能源的消耗不断增长,发掘新能源已经成为当代科学研究的重大课题。有机太阳能电池具备制备工艺简单、环境友好、成本低廉的优点而备受研究人员的青睐。近年来,有机太阳能电池的性能得到很大的提升,电池的能量转换效率已经突破了11%。界面修饰层作为有机太阳能器件的一个重要组成部分,用来促进电子和空穴的传输,能有效的提高器件的性能。本论文以复合金属氧化物作为研究对象,研究制备了钒青铜和钴酸镍材料,并分别作为太阳能器件的阴极界面材料和阳极界面材料,对太阳能电池性能测试。论文的主要研究内容如下:1.对给体材料聚三己基噻吩(P3HT)、受体材料富勒烯衍生物(PCBM)作为活性层所制备的有机太阳能电池器件进行制备条件优化。通过改变有机聚合物材料给受体的比例、不同的溶剂、给受体的浓度、混合膜的退火温度等因素来确定最佳的器件制备条件。2.以五氧化二钒(VO)和硝酸锂(LiNO)为原料合成钒青铜(LixVO),作为阴极界面修饰材料用于有机太阳能电池中。通过改变反应物原料的投料比,合成嵌锂含量不同的钒青铜,通过控制钒青铜的真空蒸镀速率和时间,制备具有不同钒青铜厚度的有机太阳能电池器件。本实验以P3HT:PCBM作为活性层,以MoO作为阳极修饰层。研究结果表明,在五氧化二钒中嵌入锂的摩尔比为0.5,钒青铜的分子式为LiVO,蒸镀其膜的厚度为8 nm时,器件表现出最佳性能,其能量转化效率PCE为3.39%。将钒青铜LiVO应用在反向结构的太阳能电池中,器件表现出比正向结构更好的性能,短路电流达到9.62 ***-2,能量转换效率PCE达到3.75%。结果表明:钒青铜作为倒置器件结构的阴极修饰层具备合适且匹配的能级,能有效的进行电子的传输,有利于提高器件的短路电流以及能量转换效率。3.以硝酸钴(Co(NO))和硝酸镍(Ni(NO))为原料合成钴酸镍(NiCoO),作为太阳能电池的阳极界面修饰材料。通过溶液旋涂和真空蒸镀的方法制备成膜。当浓度为3 mg/ml、转速为2000 rpm时旋涂成膜的器件性能最优,能量转化效率PCE为3.44%。钴酸镍作为阳极修饰层,对光有很好的透过性,且具有良好的空穴迁移率和合适的能级,这些因素都有利于提高器件的填充因子和能量转换效率。

关键词：太阳能电池界面材料复合金属氧化物钴酸镍钒青铜

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钒基电极材料的制备及其性能研究

钒基电极材料的制备及其性能研究

作者：穆学超北京化工大学

学位级别：硕士

我国拥有丰富的钒资源,是钒产品生产和使用大国。我国的钒产品目前主要集中在钒铁、钒氮合金、V205等初级工业产品,钒资源的高附加值利用程度不高,严重制约了钒产业的可持续发展,因此,开发高附加值的钒产品,对于提升我国钒产业的国际竞... 详细信息

我国拥有丰富的钒资源,是钒产品生产和使用大国。我国的钒产品目前主要集中在钒铁、钒氮合金、V205等初级工业产品,钒资源的高附加值利用程度不高,严重制约了钒产业的可持续发展,因此,开发高附加值的钒产品,对于提升我国钒产业的国际竞争力及可持续发展能力具有重要意义。钒氧化物及钒青铜电极材料由于成本低廉、环境相对友好、比容量高等特点,成为近几年来储能领域的研究热点。但是目前研究较多的钒基储能材料V205及LiV308存在循环稳定性及倍率性能较低的问题,限制了其进一步商业化应用。本研究立足于(Na3VO4、NH4VO3、 Ca10V6O25)等初级钒化工产品,采用化学沉淀法,制备得到具有高性能、高稳定性的V205多孔纳米薄片、NaV6O15·0.34H2O、钙钒青铜及二元掺杂钒青铜电极材料,重点研究了不同钒青铜的电化学性能及晶体结构中结合水对材料结构及电化学性能的影响。论文取得的主要创新性进展如下： (1)采用化学沉淀法制备得到的NH4V3O8·0.29H2O纳米薄片作为前驱物,经过400℃热处理得到厚度约为70-100nm的V205多孔纳米薄片。电化学性能测试结果显示制备得到的V2O5多孔纳米薄片具有良好的储锂性能,在50mA·g-1下,初始放电比容量达到293mAh·g-1。在100及200mA g-1下,具有优异的循环稳定性。通过EIS测试发现该材料的电荷传递阻抗较大说明该材料的电子传导率低,待进一步提高;(2)为了进一步优化V205电极材料的比容量及电子传导率,本研究采用化学沉淀法制备得到钠钒青铜、锂钒青铜及钾钒青铜,重点考察了不同碱金属离子掺杂对钒氧化物的结构、形貌及电化学性能的影响。通过比较发现：钠钒青铜在400℃下焙烧2h后得到的NaV6O15·0.34H2O的电化学性能最佳,在0.1C下,初始放电比容量达到473.6mAh·g-1。在100.200及500mA·g-1下,初始放电比容量分别为300、218160mAh·g-1。具有良好的倍率性能。适当的热处理可以提高钒青铜整体的电化学性能;(3)采用钙法沉钒-酸化水解工艺制备得到的具有纳米结构的钙钒青铜。经过400℃热处理后,材料由纳米片状构成的多孔微球结构向纳米颗粒多孔微球转变,具有更高的比表面积。目标材料具有很好的循环稳定性。初始放电比容量达到292mAh·g-1,第2次充放电至100次充放电,容量几乎无衰减。说明该材料可以作为一种新型的具有高循环稳定性的锂电正极材料;(4)在前期工作的基础上,对钠钒青铜材料进行二元掺杂,重点考察了二元掺杂离子(Li+、Ca2+)对其结构、形貌及电化学性能的影响。结果表明,适量掺杂Ca2+可以显著提高钠钒青铜的循环稳定性;(5)由于钒青铜具有良好的循环稳定性及大电流充放电性能,因此,本研究进一步探索了钒青铜作为水系超级电容器正极材料的性能。研究结果显示,Ca0.59Na0.83V6O16具有良好的超电容性能,在lA·g1-下,放电比容量达到168F·g-1,循环100次后比容量保持为初始电容的80%。

关键词：钒青铜锂电池超级电容器酸化水解

钒基薄膜电极的掺杂与复合改性及电化学性能研究

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钒基薄膜电极的掺杂与复合改性及电化学性能研究

作者：刘芳林安徽建筑大学

学位级别：硕士

钠离子电池(SIBs)被认为是最适合取代锂离子电池(LIBs)的候选,其相关研究已在全球范围内如火如荼地进行。自从SIBs研究的兴起,各种正负极材料层出不穷。尽管如此,SIBs在实际应用方面与LIBs相比还不够成熟,需要进一步突破其在能量、功率... 详细信息

钠离子电池(SIBs)被认为是最适合取代锂离子电池(LIBs)的候选,其相关研究已在全球范围内如火如荼地进行。自从SIBs研究的兴起,各种正负极材料层出不穷。尽管如此,SIBs在实际应用方面与LIBs相比还不够成熟,需要进一步突破其在能量、功率密度和电化学稳定性等方面的限制,以适应实际的生产生活。而电池的性能主要取决于电极材料,因此SIBs面临的挑战就集中在这些电极材料的开发利用与选择上。到目前为止,钒基电极材料被广泛地用于SIBs的正极,为进一步提升其性能,本文以一种代表性的钒基材料—钒青铜为基础,通过掺杂与复合的方式来进行改性,并总结阐述了改性后薄膜材料在结构、形貌以及电化学性能等方面的差异。主要研究内容如下:(1)通过低温液相沉积法以及后续的热处理在氧化铟锡(ITO)导电玻璃上合成了VO/CaVO复合薄膜,其电化学性能十分优异。复合薄膜的容量比纯VO大,在1C倍率下其容量为148.465 m A h m,而纯VO的容量为100.086 m A h m。且复合薄膜的导电性更好,纯VO的电荷转移电阻为168.5?,VO/CaVO的电荷转移电阻为116.5?,说明电化学反应更易发生。此外,复合薄膜的循环稳定性突出,在1C倍率下经过百次循环后容量保持率可达90.11%,在2C倍率下薄膜的容量经过百次循环后保持率甚至达103.91%,说明薄膜结构稳定。经过分析可知,复合薄膜的两相中CaVO作为一种层间支撑来保证结构的稳定性,而VO凭借着较大的层间距作为离子脱嵌宿主材料,用以提供容量。正是两相的协同作用,导致薄膜的容量较高、循环性能优异。(2)采用低温液相沉积法同样在ITO导电玻璃上合成钙掺杂的钠钒青铜(NaVO)薄膜,掺杂的钙离子能够协助原本结构中的钠离子一起维持层间稳定。选择钙离子进行掺杂是因为它与钠离子半径相似,但电负性更强,使得钙离子与钒氧层间的静电作用更强,从而结构稳定。通过对比发现钙离子的掺杂可以有效改善纯NaVO的电化学性能。离子扩散方面,掺杂薄膜的钠离子扩散系数要比NaVO大。容量方面,掺杂薄膜在1C倍率下放电容量达237.476 m A h m,NaVO只有96.719 m A h m的容量。循环稳定性方面,掺杂薄膜在0.5C倍率下首次放电容量为271.361 m A h m,经过百次循环后还剩229.906 m A h m,容量保持率高达84.72%,说明掺杂薄膜的稳定性极好。(3)通过低温液相沉积法在ITO导电玻璃上制备了铜掺杂的钠钒青铜(NaVO)薄膜,并研究了铜的掺杂量对薄膜各方面的影响。经过分析表明,掺铜量最多的薄膜,会导致钒氧层间距减小,形貌上较为聚集,不利于电解液的渗透和离子的迁移扩散。掺铜量最少的薄膜,形貌上不聚集,均匀分散,带有孔隙结构,使得比表面积增大,利于电解液渗透和离子的迁移扩散。电化学性能随着铜掺杂量的改变也在改变,掺铜量最少的薄膜电流最大,导电性最好,性能最优。该薄膜在1.5C倍率下的放电容量为130.162 m A h m,经过百次循环后容量保持率为71.16%,在3C倍率下薄膜电极放电时具有115.331 m A h m的容量,经过150次循环后容量仍有96.045 m A h m,容量保持率为83.23%,说明掺杂薄膜电极具有良好的循环稳定性。图[44]表[10]参[147]

关键词：钠离子电池薄膜电极掺杂复合钒青铜

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在碱性焙烧过程中钒的化学损失

矿产综合利用 1980年第2期 70-75页

作者：钱定福

从考察钒渣和试剂级物料两方面着手,对于在碱性焙烧过程中二氧化硅使钒变成不溶性钒的条件进行了研究。惰性相是由较低温度下产生的可溶性钒酸钠的基础上缓慢地形成的一种玻璃体。它大约含有30％的钒,其中部分钒处于还原状态,铁不是其... 详细信息

从考察钒渣和试剂级物料两方面着手,对于在碱性焙烧过程中二氧化硅使钒变成不溶性钒的条件进行了研究。惰性相是由较低温度下产生的可溶性钒酸钠的基础上缓慢地形成的一种玻璃体。它大约含有30％的钒,其中部分钒处于还原状态,铁不是其主要成分。惰性相中的部分钒,在玻璃体形成的温度(750℃)以下,在氧化气氛中加热,还可缓慢地转变为可溶钒。在600℃至750℃的温度区间,当反应向着我们要求的方向进行时,可溶钒的形成也是缓慢的。为了保证下一步浸出时钒的高提取率,炉内温度剖面和气氛以及固体物料停留时间都必须控制在最佳条件。

关键词：钒渣碳酸钠纯碱碳酸盐五氧化二钒玻璃相金相相组成二氧化硅提取率焙烧条件焙烧过程钒青铜含钒量五价钒浸出时间钠化合物硅酸钠水玻璃

平台山钒矿钒在钠化焙烧转浸过程中影响因素及钠化反应机理浅谈

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西部探矿工程 2013年第8期25卷 89-91页

作者：马雷代玉财田忠锋李设军新疆地质矿产勘查开发局第六地质大队新疆哈密839000 新疆维吾尔自治区地质矿产研究所新疆乌鲁木齐830000

对平台山钒矿石的钠化焙烧及转浸工艺过程中的影响因素进行讨论,通过控制温度、降低钒青铜的生成等,提高钠化效率,提高转浸率;对矿石中碳、氧化钙的含量对浸出率的影响进行分析,并对钒矿石钠化的机理进行了阐述。

关键词：钒矿石钒酸盐玻璃体钒青铜浸出率转浸率