关键词： 电动汽车   磷酸铁锂电池   动态特性   等效电路模型   建模仿真  

摘要： 动力电池对电动汽车续航里程和安全性影响重大,磷酸铁锂电池凭借其安全性能佳、无污染、低成本和循环寿命长等优点成为电动汽车动力源的优先选择。动力电池建模是电动汽车电池管理系统开发的重要环节,关系到电池管理系统能否实现对电池荷电状态和健康状态的准确估计。因此基于电池的动态特性,建立高精确度和低复杂度的电池模型对电池管理系统是必不可少的。本文对磷酸铁锂电池的动态特性进行了试验测试与分析,包括不同倍率放电下电池所表现的端电压特性和容量特性,在不同SOC状态下电池的开路电压特性以及在不同频率电信号扰动下电池的电化学阻抗谱特性,为之后模型的建立和仿真提供一定的试验基础。鉴于现有Randles等效电路模型的不足,主要基于磷酸铁锂电池的电化学阻抗频谱特性,通过引入复参数电感元件,复参数电容元件和常相位角元件,并对以上元件与Randles等效电路模型的元件进行对比分析,建立了磷酸铁锂电池的等效电路修正模型。基于对实测阻抗谱的拟合,通过模拟退火算法,辨识了修正模型中的参数。验证并分析了修正模型对实测阻抗谱的拟合结果,并与Randles模型在拟合精度上进行了对比,结果表明修正模型绝对误差总体上低于Randles模型,其相对误差为3.83%,相比Randles模型精度提高了近4%。利用修正模型对磷酸铁锂电池在不同SOC状态下的阻抗谱进行拟合,分析了模型参数随SOC的变化,得出模型中参数Q与SOC存在较为简单的单调关系,为电池管理系统SOC的估计提供一定的参考。针对电池管理系统上需要电池的时域模型来描述其伏安动态特性的要求,结合动力电池在电动汽车上的实际运行情况,完成了修正模型从频域到时域的转换。通过利用OCV-SOC特性曲线对时域模型中开路电压进行辨识;基于对不同SOC点断电后电池端电压的响应,得到了等效电路元件参数与SOC的拟合函数式。搭建了基于Simulink的磷酸铁锂动力电池动态仿真模型,分别进行了恒流放电试验验证和FUDS美国联邦城市驾驶工况试验验证,仿真结果表明,模型在恒流放电工况下的最大误差为0.0311V,平均误差为0.0078V;在FUDS工况下,最大误差为0.051V,平均误差为0.0108V,模型能够较好地模拟电池的伏安动态特性,验证了模型的有效性,为电池模型在电池管理系统上的进一步应用提供一定的理论基础。

关键词： 磷酸铁锂电池   SOC   Thevenin模型   动态测试   EKF  

摘要： 混合动力装甲车辆性能的好坏可以作为衡量一个国家作战水平的标准。近年来,磷酸铁锂电池因其很高的比能量和安全性而越来越受到重视。锂离子的剩余电量(state of charge,SOC)是电池管理系统(battery management system,BMS)研究的首要问题,对提高装甲车辆的整车性能具有重要意义。本文旨在研究一种可以在线测量电池SOC的方法,主要从电池模型和估算方法两个方面进行研究。通过对比常用电池模型,本文选择了工程使用范围广泛的Thevenin模型,为了更好的模拟电池内部的化学反应,在Thevenin模型基础上增加了一个RC环,并利用HPPC实验对模型的参数进行了辨识;接着在MATLAB/SIMULINK中搭建电压仿真模型,在恒流脉冲工况下对改进模型进行验证,仿真结果表明改进模型较原模型误差更小,改进模型平均误差为0.04V,原模型平均误差为0.15V,说明改进模型具有更高的精度。模型确定后,将模型参数辨识结果和开路电压法确定的电压初值带入扩展卡尔曼滤波算法(EKF)中对电池剩余电量进行预测;接着在SIMULINK中搭建电池仿真模型,输入电池的负载电压和工作电流,输出为电池的SOC和量测噪声协方差,代入实验采集数据;最后将EKF估算结果和仿真结果对比,结果表明SOC估计值能够快速向理论值收敛,并在理论值附近波动,SOC估计精度在5%以内,说明所建模型和所用算法可以较真实的反映装甲车辆的工作状态,满足测试要求。论文还设计了SOC估算的软硬件。硬件部分主要是电流电压动态存储测试装置的设计,该装置具有抗干扰、电磁屏蔽、稳定性强、数据不易丢失的优点;软件部分主要是采集装置的软件设计和估算系统的软件设计。

关键词： 碳纳米管   硫掺杂   锂离子电池   导电剂   磷酸铁锂  

摘要： 碳纳米管（Carbon Nanotubes,CNTs）在力学、电学和储能方面表现出非常优异的性能,一直备受研究人员的青睐。在电极材料中CNTs可以形成完整的立体三维导电网络,优异的导电性能使其可以用做电极材料的导电剂。但是,通常碳纳米管的比表面积相对较小(300～400 m2·g-1),电子和离子不能在活性物质与碳纳米管之间高效快速转移。另外,由于CNTs本身之间存在较强的范德华作用力,导致了其表面具有较强的表面惰性,在电极活性材料中容易聚集。碳纳米管作为导电剂还有很多方面需要改良。本文以CNTs为原料,采用一种后处理掺硫法得到掺S碳纳米管（SCNTs）,并将SCNTs分散在水中,制得分散均匀的水相浆料,以此作为锂离子电池正极材料的导电添加剂,测试了其对电池电化学性能的影响,主要研究成果如下。通过气相化学沉积（CVD）法制备CNTs,以此为原料,采用浸渍煅烧法获得SCNTs,EDS和XPS表征结果表明S是以C-S-C键的形式掺杂到碳骨架中,与未掺杂碳纳米管相比,SCNTs一方面具有更大的比表面积,更高的导电率,另一方面,由于杂原子S的掺入,CNTs的表面惰性得以改善,表现出更好的亲水性,解决了其在溶液中的聚集严重问题。SCNTs浆料能够在水中稳定存在,而未掺杂CNTs不能稳定分散在水中。采用SCNTs水性导电浆料制备锂离子电池正极,组装电池,对电池电化学性能进行测试,结果显示釆用SCNTs作为导电剂的电池无论是比容量、大电流充放电性能还是循环性能都要比使用未掺杂碳纳米管、商业导电剂碳黑作为导电剂的电池性能更加优异。在以上工作基础上,采用胶体磨研磨的方法制备了一种碳纳米管-石墨烯新型复合导电浆料,考察碳纳米管和石墨烯在浆料中的不同比例对电池性能的影响,并研究了其对锂离子电池低温性能的影响,结果发现当碳纳米管和石墨烯的比例为8:2时,锂离子电池表现出了很好的容量性能、倍率性能和低温性能。

关键词： LiFePO4 accumulator   Photovoltaic panel characteristic   Solar power  

摘要： The paper describes the design and construction of an isolated solar power station supplying energy at weekends to a remote location. The system comprises two parts: A photovoltaic system generating electric energy in sunlight, and an accumulator accumulating energy to be permanently available and to be able to supply a peak power of several kW. The design of the system optimized with respect to maximum reliability, ease of operation and minimum purchase costs. The control circuits were therefore constructed by means of simple analog circuits. To use microcomputers, which are nowadays used in battery management systems most often available on the market, is not appropriate. Such a system, compared with a simpler analog system, is less reliable. Power circuits are again designed in order to ensure minimum complexity of the system. The resulting design is absolutely different from conventional designs offered by suppliers of photovoltaic systems. The photovoltaic part of the system is designed for optimum adaptation of the load characteristic of the photovoltaic generator to the charging characteristic of the accumulator. By selecting photovoltaic panels with appropriate parameters and their appropriate interconnection, possibly by an automatic change of their interconnection during the charging cycle, it is possible to achieve more effective utilization of the charging power of the photovoltaic generator than by using charging DC/DC converters. The accumulator used in the system is formed by an assembly of LiFePO₄ accumulators which thanks to their outstanding durability in spite of their high price currently show the lowest cost per accumulated kWh. © 2016, Eesti Pollumajandusulikool. All rights reserved.

关键词： 锂离子电池   正极材料   LiFePO4/C纳米纤维   Ni掺杂   静电纺丝  

摘要： 随着风光发电、智能电网、电动汽车等技术的发展,能快速充放电的储能装置成为这些新兴产业发展的瓶颈。正极材料一直是影响锂离子电池在上述领域广泛应用的关键问题之一。磷酸铁锂作为目前最具潜力的锂电正极材料之一,受到了广泛的关注。但其固有的电导率低的缺陷,使磷酸铁锂的倍率性能难以满足实际要求。本论文结合静电纺丝法和热处理技术分别制备了磷酸铁锂/碳纳米纤维(LiFe PO/C)复合正极材料和新型结构的LiFe PO/Ni纤维复合正极材料,同时对材料的理化特性进行了表征和测试。主要研究内容与取得的结果如下:(1)采用静电纺丝法制备了LiFePO/C复合正极材料,探索了纺丝工艺参数和热处理条件对纤维结构、形貌和电化学性能的影响。发现:按DMF:PAN=9:1配制纺丝前驱液,纺丝电压为25 kV,接收距离固定为15 cm,推进料速度为6 ml/h,辊筒转速为200 r/min时,电纺纤维均匀、连续,纤维膜形貌良好;经过280℃空气预氧化2小时,在氮气气氛下,以2℃·min-1的速率加热至750℃碳化10小时后,得到了纯度较高的LiFe PO/C复合材料,并保持了良好的纤维形貌和膜结构,可作为自支撑正极材料直接裁剪为电极。以此电极组装的纽扣电池显示了较好的充放电倍率和循环性能,电池在0.1 C、0.5 C、1 C、3 C和5 C倍率下放电容量分别稳定在116、109、103、91和79 mAh g-1,5 C倍率下循环500圈,放电容量保有75 mAh g-1左右,容量保持率为88.2%。(2)通过机械混合法制备了磷酸铁锂/镍纤维复合正极材料。发现:当Ni含量在10%时,LiFe PO/Ni复合材料显示了良好的电化学特性,1 C循环首次放电比容量131.1 mAh g-1,循环100次后保有119.8 mAh g-1的容量。镍纤维作为导电剂添加到磷酸铁锂材料后,有效提高材料的电子导电性,并对其电化学性能有了明显的改善。(3)分别运用同轴及分层静电纺丝方法探索制备了新型结构的LiFe PO/Ni复合纤维正极材料。发现:同轴复合的LiFe PO/Ni纤维复合材料在氮气气氛750℃-10h煅烧后,LiFe PO、Ni两相没有发生化学反应,而是LiFe PO、Ni和无定型碳三相共存。自支撑电极在1 C倍率下初始容量110.2 mAh g-1,循环5000圈后,容量保持率高达75.56%。而经过分层静电纺丝工艺处理后的LiFePO/Ni/LiFe PO三层结构复合纤维具有相对好的循环和倍率性能,在1 C倍率下初始容量49.8 mAh g-1,经过1000次充放电循环后,容量保持率仍能维持在93.57%。

关键词： 锂离子电池   LiFePO4F   高温热稳定性   纳米碳   VC添加剂  

摘要： 氟磷酸铁锂型（LiFePO4F）锂离子电池正极材料具有Tavorite结构,与橄榄石结构的磷酸铁锂（LiFePO4）相比,F-与O2-电负性的差异使其结构更加稳定,离子通道由一维转变为三维,其离子电导率提高了两个数量级以上,这些为制备室温循环性能和倍率性能优异、高温循环性能稳定的锂离子电池提供了有利前提条件。本论文工作在课题组前期研究基础上,优化合成了高纯的LiFePO4F正极材料,探索了其高温电化学性能。由于原位碳包覆技术是对常规锂离子电池正极材料进行改性的有效手段,本论文工作首先探索了三种原位碳源??微米片状石墨（μ-SP）、葡萄糖(C6H12O6)和氧化石墨烯（GO）对LiFePO4F进行原位碳包覆的效果,但是最终合成相几乎全是LiFePO4,所以原位碳包覆不适合于LiFePO4F的合成,只有考虑非原位碳包覆来对LiFePO4F正极材料进行改性。为了制备一种室温以及高温稳定的LiFePO4F锂离子电池,选用了两种商业化的导电碳:纳米球状石墨（nano-SP）和微米级片状石墨（μ-SP）。在0.1 C倍率下前者的首次放电容量为130 mAh/g,后者的首次放电容量仅为55 mAh/g,表明纳米碳更适合于非原位包覆LiFePO4F正极材料。采用了两种电解液来考核LiFePO4F锂离子电池的高温以及室温电化学性能。循环伏安特性的测试结果表明:未使用碳酸亚乙烯酯（VC）作为添加剂的LFPF-n-E0电池高温循环性较差,随着温度的升高,第三次循环的伏安曲线的氧化还原电位差ΔEp从40℃的0.53 V急剧升高到70℃的1.53 V,而相同条件下使用了VC作为添加剂的LFPF-n-EVC电池的ΔEp由0.69 V变为0.53 V。充放电循环的测试结果表明:在20℃（室温）下,LFPF-n-E0电池和LFPF-n-EVC电池的循环性能几乎相同,表明VC的添加对于纳米碳包覆的电池在室温下的循环性能影响不大。在40℃、50℃、60℃、70℃和80℃的高温以及0.2 C/1 C倍率下,LFPF-n-EVC的循环性能明显比LFPF-n-E0要好得多。LFPF-n-EVC电池在0.2 C倍率并在40℃、50℃、60℃、70℃和80℃下,循环60次时的容量保持率分别为78.4%、62.9%、65.1%、57.9%和33.2%;在1C倍率并在40℃、50℃、60℃和70℃下,循环至60次时的容量保持率分别为120.8%、101.0%、87.9%和97.2%。LFPF-n-E0电池在0.2 C倍率并在40℃、50℃、60℃、70℃和80℃下,都无法循环至60次;在1 C倍率并在40℃/50℃下,循环至60次时的容量保持率为95.9%/102.3%,在1 C倍率并在60℃/70℃下,都无法循环至80次。综合循环伏安特性、充放电循环、倍率性能、阻抗谱和电解液溶出化学元素分析的测试结果可知:在高温下,VC添加剂会明显地抑制正极材料/电解液界面阻碍性SEI膜的产生,阻止电解液分解产物对LiFePO4F正极材料结构的侵蚀,此即LFPF-n-EVC锂离子电池具有良好高温热稳定性的原因。

关键词： 磷酸铁锂   膨胀石墨   PAN基碳纤维   锂离子电容器  

摘要： 本文采用溶胶凝胶法和真空渗透工艺,以磷酸二氢锂(LiHPO)和柠檬酸铁(FeCHO·5HO)为原料,分别以膨胀石墨(EG)和聚丙烯腈(PAN)基碳纤维为载体,经高温煅烧制备磷酸铁锂/碳(LiFePO/C)复合材料,并以其为正极材料组成锂离子电容器。通过热重—差示扫描量热法测试(TG-DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等一系列测试方法对电极材料进行形貌和结构的表征,采用循环伏安测试(CV)、交流阻抗测试、恒流充放电测试等对制备的复合材料及其锂离子电容器进行相关的电化学性能测试。探索了煅烧温度、载体含量、表面活性剂类型及加量对复合材料及其锂离子电容器性能的影响,并与商业化磷酸铁锂进行对比研究。实验结果表明:采用真空渗透工艺成功制备了30-80 nm的结晶良好的磷酸铁锂颗粒均匀分散在膨胀石墨片层结构上的复合材料。煅烧温度为600℃,膨胀石墨含量为10%的复合材料S2具有最优的电化学性能,循环伏安测试表明,在5 mV/s的扫描速率下,比电容值达到591.86 F/g。其组装的锂离子电容器在电流密度为2 mA/cm时,比电容值可达55.33 F/g,在5 mA/cm的电流密度下循环500次之后的比电容值保持率为100%,并且S2及其组装的锂离子电容器具有比商业化磷酸铁锂及其组装的锂离子电容器更好的循环稳定性,这主要是由于引入膨胀石墨可以改善磷酸铁锂材料的导电性,这一点通过交流阻抗测试得到证实。亲水性最强的表面活性剂F127改性得到的LFP/EG-F127-2在5 mV/s的扫描速率下具有最高的比电容值752.87 F/g,其组成的锂离子电容器在电流密度为2mA/cm时,比电容值可达67.64 F/g,同时具备优良的循环稳定性。对于以PAN基碳纤维为载体的磷酸铁锂/碳复合材料,粒径为30-80 nm的结晶良好的LiFePO成功地与PAN基碳纤维发生了复合。交流阻抗测试表明,PAN基碳纤维含量越高的复合材料电阻越小,这是由于引入具有良好导电性的PAN基碳纤维可以减小磷酸铁锂材料的电阻。PAN基碳纤维含量为40%的复合材料LFP/PAN CF-2(CTAB加入量为0.25 g)具有最优的电化学性能,在5 mV/s的扫描速率下,比电容值达到632.37 F/g,其组装的锂离子电容器在电流密度为2 mA/cm时,比电容值可达58.92 F/g。亲水性最强的表面活性剂F127改性得到的LFP/PAN CF-F127-2在5 mV/s的扫描速率下具有最高的比电容值658.56 F/g,并且其组装的锂离子电容器具有比LFP/PAN CF组成的锂离子电容器更好的倍率性能,同时具有较好的循环稳定性。

关键词： 磷酸铁锂电池   不一致性   被动均衡   主动均衡   均衡速度   均衡效率   Buck-Boost均衡电路   混合控制算法  

摘要： 在能源危机和环境保护的双重压力下,新能源技术作为解决方案,受到了越来越多的重视和发展。其中,蓄电池作为新能源系统中的重要储能装置,被广泛的应用于各种电气设备中。以能量密度高、无记忆效应、寿命长、自放电率低和良好的充放电性能为代表的磷酸铁锂电池自问世以来,已经在多个工业和商业场合得以应用,如航天设备、手机和电动汽车等。磷酸铁锂电池组成动力电池时,往往需要多节的电池串联和并联,以满足用电设备的电压和容量等要求。由于磷酸铁锂电池有着不可避免的不一致性,而这种不一致随着电池组反复充放电而逐渐加剧,降低电池组的可用容量,甚至会影响电池组的安全工作。因此,在实际应用中,电池管理系统往往被广泛的应用于动力电池组中。其中,电池均衡系统作为缓解电池不一致的重要技术手段,是电池管理系统最重要的组成部分之一现阶段,电池均衡的普遍方法是将电池中的多余能量消耗或者将转移给其它电池,称为被动均衡和主动均衡。被动均衡主要应用小功率或电池数量较少的电池组中,通过外部电阻将电池中多余能量以热能的形式消耗掉,达到电池组中各单体电池能量一致。主动均衡则是将电池中多余的能量在电池间转移,达到电池中单体电池能量的动态平衡,实现电池组能量的最大利用。相较之下,主动均衡以外部电路为契机,以电容或电感等作为能量转移元件,可以显著的增加均衡电路,加快均衡速度和减少均衡损耗,做到快速和高效地电池均衡。本文以新加坡淡马锡理工学院清洁能源研究中心的深海动力磷酸铁锂电池辅助电源项目为基础,把均衡系统的均衡速度、均衡效率和元件数量作为考察对象,在应用广泛的Buck-Boost均衡电路的基础上,提出了2种优化后的均衡拓扑结构。电池组合的Buck-Boost均衡电路在传统均衡电路的基础上,优化了各个均衡子电路仅能在相邻电池传递能量的缺陷,减少了电池均衡过程能量转移的步数,增加了均衡电流,从而提高了均衡速度；开关电感的Buck-Boost均衡电路则用开关电感模块替代传统电路中的电感,可以实现任意电池间的能量转移,不仅减少了均衡系统中功率开关管的数量,而且提高了均衡速度和效率。就均衡控制算法而已,本文结合实验室用磷酸铁锂电池的在一定条件下的充放电特性,指出了现有电压均衡、SOC均衡和容量均衡的不足,提出了一种复用的电池均衡混合控制算法,在电池工作的不同阶段,选用最合适的均衡判据,提高整个均衡系统的有效性和准确性。为了验证以上提出的均衡拓扑结构和均衡控制算法,本文分别以深海用磷酸铁锂电池组和电动汽车的动力电池实验对象,验证了优化前后均衡拓扑结构的均衡效果和不同均衡控制算法的差异。

关键词： 磷酸铁锂   NCA三元材料   电容炭   石墨   倍率性能  

摘要： 磷酸铁锂材料(LFP)因其具备突出的安全性,LiNiCoAlO(NCA)体系三元正极材料因其比容量较高,并且具有优异的循环性能和比较低廉的价格,已成为了电动汽车动力电源的研究热点。然而,目前的磷酸铁锂动力电池和三元材料动力锂电池仍存在充电速度较慢,大倍率条件下活性物质利用率较低等问题。本课题通过在LFP和NCA正极材料、石墨负极材料中添加电容炭,提高磷酸铁锂电池和三元材料锂离子电池在高倍率下的性能。利用直接混合的方法制备了LiFePO/电容炭复合电极,研究了电容炭对磷酸铁锂电池倍率性能的影响。当添加5%机械磨电容炭时,电池的倍率性能最佳:在以5C、10C和20C倍率进行快充快放时,其充电比容量均可以达到160 mAh/g,恒流段时间分别为10min、6min、2min,放电比容量分别可以高达160 mAh/g、120 mAh/g、80 mAh/g;此外,在以90C、100C进行放电时,其放电时间分别为18s和12s;通过EIS和CV分析,此时电池内部的阻抗最小,其氧化-还原峰的峰电位差较小、峰值电流较大,体现了较好的反应动力学活性和可逆性。通过直接混合的方法合成了NCA三元材料/电容炭复合电极,探究了电容炭对三元锂电池倍率性能的影响。当添加5%人工磨电容炭时,其倍率效果最优:在以5C、10C和20C倍率进行快充快放时,其恒流段时间分别为8min、4min、2min,放电比容量分别可以高达140 mAh/g、134 mAh/g、120 mAh/g;此外,在以90C、100C进行放电时,其放电时间分别为17s和11s;通过EIS和CV分析,添加电容炭后电池的电荷阻抗减小,在3.8V/4.0V的峰位,其峰值电位偏差小,在4.15V/4.15V的峰位,其对应的峰值电流大;活性物质为2.88mg的电池,以5C、10C、20C进行快充快放,放电比容量分别为110 mAh/g、100 mAh/g、90 mAh/g。选取最佳配比5%人工磨电容炭/NCA三元复合电极作正极,分别以5%磨前电容炭/石墨复合电极、5%人工磨电容炭/石墨复合电极、5%机械磨电容炭/石墨复合电极作负极,组装全电池,研究电容炭对石墨性能的影响发现:当充放电的倍率由5C、10C、20C逐渐增大时,5%机械磨电容炭/石墨、5%磨前电容炭/石墨、5%人工磨电容炭/石墨三种复合电极材料的电化学性能优势逐渐得到体现,在以20C进行充放电时,与空白电池相比,它们的充电比容量分别为70mAh/g、50mAh/g、40mAh/g、30 mAh/g,表明了添加电容炭有利于大倍率充放电。

关键词： 聚阴离子   磷酸铁锂   磷酸钒钠   溶剂热   溶胶-凝胶   正极材料   锂离子电池   钠离子电池  

摘要： 可充电锂/钠离子电池具有高能量密度、大比容量和长循环寿命等优点,已经被广泛应用到便携式电子产品中,并逐渐成为新能源电动汽车的理想动力系统。为了满足日益发展的需求,促使全世界研究者们大力研究高能量密度和高功率动力电池。其中,正极材料是当前限制离子电池发展的主要瓶颈所在。因此,探索新型电极材料,调制材料结构、理解电化学性能与结构之间的构效关系对发展高性能离子电池具有重要的科学意义与实际应用价值。本论文选取聚阴离子型正极材料为具体研究对象,深入研究了新型正极材料LiFePO4和Na3V2(PO4)3的结构调制和电化学性能。取得了以下研究成果：1.通过溶剂热法合成了具有超薄碳和石墨烯共包覆的橄榄石结构LiFePO4@C/RGO纳米化合物,电化学性能测试显示出具有优异的倍率性能和循环稳定性。特别是在10C倍率下充放电循环200圈后没有明显的容量衰减,在20 C条件下,表现出119mAh/g的放电容量。该结果为大功率能量存储装置提供了重要参考意义。2.利用溶剂热法制备出不同浓度Mn掺杂LiFe1-xMnxPO4 (x=0,0.25,0.5,0.75和1)化合物。同步辐射X射线吸收谱(XAS)、第一原理计算(DFT)和能量色散X射线光谱(EDX)测试结果表明LiFe1-xMnxPO4化合物包含两种不同相：LiFePO4和LiMnPO4c由于晶体场效应,这两种相结构在化合物中是随机堆叠的。另外,随着Mn掺杂浓度的增加,M06(M=Fe或Mn)八面体的扭曲程度也会随之增加。考虑到LiMnPO4堆叠尺度大小和M06八面体的扭曲程度的影响,LiMnPO4样品表现出最好的电化学性能。该结果为能量型电极材料优化改性提供重要的实验依据。3.通过溶胶-凝胶法制备Na3V2(PO4)3@C多孔微球形貌结构的化合物,实现了Na3V2(PO4)3纳米颗粒嵌入在乙炔黑(SP)和多壁碳纳米管(MCNTs)功能碳材料阵列中的钠离子电池复合正极材料。电化学性能测试表明Na3V2(PO4)3/SP和Na3V2(PO4)3/MCNTs具有优异的倍率性能和循环稳定性,特别是Na3V2(PO4)3/MCNTs在0.2 C和10C下分别有112.8 mAh/g和70mAh/g的放电比容量。另外,在1C条件下充放电循环400圈,容量保持率为90%。电化学性能的提高可以归因于材料的多孔微球的形貌及有利于电子和离子传输的功能碳材料网络。4.通过自组装方法合成了薄层石墨烯包覆Na3V2(PO4)3纳米复合材料,并利用石墨烯对Na3V2(PO4)3本征低电子电导率进行改性。电化学性能测试结果显示复合材料Na3V2(PO4)3/Graphene在0.2 C和30 C倍率下分别具有115.2 mAh/g和70.1 mAh/g放电比容量,5C倍率下,循环300圈后,容量保持率为86.7%。非原位X射线吸收谱表明在充放电过程中伴随V3+/V4+氧化还原电对,V原子周围的局域几何结构高度稳定。该结果为将来功率型能量存储装置电极材料性能优化提供指导意义。