文 献 综 述

当前社会由于交通动力工具的电气化需要能随车携带储能装置，和要求用可再生资源，因此开发更好的储能装置备受人们所关注。在各种可用的储能设备中，锂离子电池不仅广泛应用于便携式电子市场，也将成为下一代电动和混合电动交通工具的动力源泉。

自从1997 年，Padhi等^[1]发现磷酸铁锂可以作为锂离子电池正极材料后，磷酸盐体系的正极材料就引起了人们广泛的关注。而在磷酸盐正极材料中，磷酸钒锂具有价格低、比容量高、放电电压高、循环寿命长等性能优点，所以成为近年来研究较多的正极材料之一。

一、磷酸钒锂的结构

磷酸钒锂为NASICON 结构，具有单斜(空间群为P2₁ /n) 和菱形两种晶型^[2]。磷酸钒锂结构单元包括金属八面体和磷酸四面体并且共同拥有一个氧原子顶点，但是其两种结构中金属八面体和磷酸根四面体的连结方式和碱金属存在的位置不同。菱形结构的磷酸钒锂晶体结构示意图见图1^[3]。在这种结构中，碱金属离子可以占据两个不同的位置;当碱金属在分子式中含量低时，一个四面体空间A(1)被碱金属离子选择占据;当碱金属含量高时，碱金属可以随意地占据A(1)或者其他三个八面体空间。敞开的3D空间结构可以使碱金属离子自由地在A(1)和A(2)之间迁移。单斜结构的磷酸钒锂晶体结构示意图见图2^[3]。在这种结构中,每个金属八面体被六个磷酸根四面体所包围,每个磷酸根四面体被四个金属八面体所包围^[4]，这种构型形成一个以A₂B₃为单元的三维网状结构空间群。锂嵌在框架的空穴中，三个四面体敞开的晶体位置为锂离子提供了12个位置。在磷酸钒锂中包括三个PO₄四面体，两个连结的VO₆八面体和三个锂离子，其中Li(1)占据一个四面体，Li(2)和Li(3)占据着框架中严重扭曲的四面体空间，因为，这种四面体拥有一个长的Li－O键。

图1 菱形结构的磷酸钒锂结构示意图 图2 单斜结构的磷酸钒锂结构示意图

二、磷酸钒锂的制备方法

文献中关于制备单斜结构Li₃V₂(PO₄)₃的主要方法有:高温固相法、溶胶－凝胶法、微波法等，但是在近年来的文献中也出现了一些新颖的方法: 如水热法、喷雾沉积法等。

（1）高温固相法

高温固相合成技术^[5]是合成金属氧化物常用的方法，将反应物按计量比混合研磨，压片或造粒，然后置于高温炉中在空气或氧气气氛下烧结，气氛、温度、时间、原料等因素对制备的正极材料晶体结构和电化学性能有着重要的影响。该方法根据所用还原剂的不同,又可分为碳热还原法和氢还原法。