新型硅磷酸盐基锂离子正极材料的设计、合成及脱嵌锂机理的研究

新型电极材料的开发与研究是推动锂离子电池发展的主要途径。硅磷酸盐基材料由过渡金属与多个聚阴离子基团掺杂形成，具有稳定的三维框架结构、灵活可控的电极电位及丰富的自然资源，是作为锂离子电池正极活性物质的新型材料。本项目以硅磷酸盐基电极材料作为研究对象，开展该系列材料的组成与结构的设计、合成与改性方法的优化、电化学模型及机理的探究等多方面的工作。以期通过本项目的研究，探索硅磷酸盐基材料在电化学领域应用的可能性，并且优选适合作为锂离子电池正极材料的硅酸盐基材料的合理组成与结构。本项目还开展了其它具有多个聚阴离子基团掺杂构成材料的结构设计与电化学应用的相关研究，为新型锂离子电池材料的开发提供了一种新的研究思路。

聚阴离子型材料是锂离子电池正极材料的研发热点。硅磷酸盐基材料是一种具有多种聚阴离子基团构成的新型聚阴离子型材料，其具有结构稳定、资源丰富、电位范围宽等诸多优点。本项目以硅磷酸盐基材料作为研究对象，开展相关的设计、合成及电化学机理等方面的研究工作。首先，应用现代分析技术结合理论计算，初步筛选出多种可以作为锂离子电池正极材料的硅磷酸盐的结构与组成。针对上述材料的特点，探讨不同合成工艺与路线对其结构与性能的影响。提出一种新型的合成方法，制备出具有纳米粒度和良好性能的硅磷酸盐基材料。最后，利用电化学交流阻抗技术研究材料的电化学反应机理，结合数据拟合计算，研究材料脱嵌锂过程中的变化，为新材料的开发提供理论帮助。