第3章　一维V2O5纳米材料的可控制备及锂离子电池正极材料的性能研究

3.1　引言

自从Whittingham等[1～3]在1976年首次报道了锂离子嵌入V2O5结构中具有可逆的电化学性能之后，V2O5以其成本低、易合成和能量密度高等优点，被人们作为可充电锂离子电池的正极材料而得到广泛研究。V2O5中钒成+5价，而钒的稳定低价态是+2价，因此理论上可以实现3个电子的转移[4～8]。即便在电压范围限制的情况下，一般也可以实现两个电子的转移。而相对于只能实现一个或更少电子转移的LiCoO2、LiFePO4、LiMn2O4而言，V2O5具有较高的理论比容量，因此成为了研究热点。但是，在锂离子电池深度充放电过程中，由于V2O5的结构稳定性差和电子导电率低等缺陷，严重限制了其在锂离子电池中的应用。为了改善V2O5的电化学性能，目前的研究热点侧重于制备具有不同形貌的V2O5纳米材料[9～16]。这类材料电解液能很好地扩散到物质内部，形成更多的电化学反应活性位点，缩短锂离子扩散路径，借此实现高倍率下电极材料性能的充分发挥[17]。

鉴于具有不同形貌的V2O5纳米材料在提高其电化学性能方面的突出表现，我们利用静电纺丝技术并结合煅烧温度的改变，制备了具有可控结构的一维V2O5纳米材料[18]。将所制备的具有不同形貌的V2O5纳米材料用作正极材料组装成模拟电池，测试了其充放电循环性能以及循环伏安曲线，探讨了具有不同形貌的V2O5纳米材料作正极材料的充放电机理，发现V2O5纳米纤维的形貌对其充放电性能影响较大。