V2O5具有442 mAh/g的理论放电比容量,其储量丰富、价格相对低廉,是一种理想的储能型锂离子电池正极材料。但较差的循环稳定性长期制约着其应用发展。本项目采用纳米多孔结构构筑和离子掺杂设计来获得高循环性能V2O5采用阴极诱导沉积法构筑纳米多孔V2O5膜,研究纳米多孔结构对材料循环性能的影响及机理,优化制备方法;采用第一性原理计算研究LixV2O5及其掺杂材料的热力学和力学参数,分析掺杂对材料几何结构、电子结构和电化学性能的影响规律,进而确定掺杂离子种类及位置。结合计算结果,制备掺杂的纳米多孔V2O5,研究掺杂对材料Li+嵌/脱动力学、循环性能、电导率等的影响,在原子水平上阐明掺杂的作用机制。课题研究对深入理解V2O5电化学反应过程机理,促进V2O5电极材料的性能提升和推广应用具有重要的理论和实际意义。同时对V2O5在镁离子电池、钠离子电池、超级电容器等域中的应用也具有积极的借鉴作用。
英文主题词Lithium ion batteries;vanadim pentoxide;electrode materials;electrochemical performance;theoretical calculations