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鋰電池被電池工業界公認為是廿一世紀重要的電池,其將陸續取代現有傳統性電。池 近年來鋰電池進展迅速,在研究過程中,陰極材料扮演著相當重要的角色。因此,研 製具有更高效率的陰極材料,以期改善電池性能及當務之急。 1960年代鋰二次電池陰極材料重點於在金屬硫化物及其它可溶性陰極材料,但卻 有自於雷速率高的缺點。1970年代中期,不可溶之嵌入式陰極材料的發現,使陰 極材料又進入另一階段的研究,這些材料一般都是以凡得瓦爾力鍵結的層狀嵌入式化 合物。由於有些層狀化合物易與電解質液形成共嵌入化合物,影響電池電容量,因此 ,研製具有三度空間嵌入方式的化合物,成為陰極材料發展的新重點。 本研究以合成具有三度空間嵌入方式之化合物,V O ,作為鋰二次電池陰極材料。 並嘗試以二氧化錳與氧化釩在高溫下燒結,作為新陰極材料。製成電池後,探討不同陰 極材料及電解質液對電池的能量密度、充於電性能等一般特性之影響。 由陰極材料之合成與電池之充放電實驗得到下列結論: (1)以NH VO 加熱分解溫度控制於400℃,450℃,及550℃三溫度,氬氣 流量維持在450-500ml/min,兩小時即可得到非計量的V O 合成中產生的 氣體,除了氨氣和水氣外,可能有氫氣產生。產物以慢冷或淬冷的方法冷卻,對材料 結構沒有影響。 (2)合成的起始溫度約為400℃,若提高起始溫度為420℃,則氧含量明顯減 少,且計量數小於13。 (3)MnO 分別與V O 和V O 在520℃下燒結的產物,其結構類似於V O 。
(4)以有機溶劑NMP 取代PC所製成之電池可以使電池能量密度增加約一倍以上,並 可使電池承受較高的電流放電。LiCF SO 溶於兩溶劑所製成之電解液均不適合低溫充 放電,只能以低電流密度放電。LiCF SO -PC電解質液亦不適合在高溫充放電。 (5)以二氧化錳與氧化釩加熱所得之陰極材料,對電池能量密度沒有顯著的改善, 但陰極則較穩定。V O 與MnO 在600℃下燒結比在520℃下燒結之陰極材料能 量密度高。
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