锂离子电池的优点：

（1）锂离子电池能量密度高，随着技术的不断发展，这一性能也在不断提高；

（2）锂离子电池的平均输出电压达3。6V，是Ni-MH和Ni-Cd电池的3倍；

（3）输出功率大；

（4）无记忆效应，循环性能好，对环境友好；

（5）在第一次循环充放电后，充电效率还能接近100%，充电效率高；

（6）工作温度范围高，为-25~+45℃，若使用特殊的电解质，工作温度范围更可达到-40~+70℃；

（7）使用寿命长，如用LiFePO4作为正极材料时，电池可循环3000次以上；

（8）安全性高。负极材料采用的是碳，在充电时没有锂枝晶的生成，使电池不易发生短路，引起不必要的火灾或爆炸；

（9）体积小，质量小。

当然，锂离子电池也有一些不足之处，比如说，成本高，且与普通电池的相容性较差。但是尽管如此，锂离子电池依旧是如今人们研究的热点，也广泛地应用于各个领域。

1。3 正极材料LiVPO4F简介

到目前为止，锂电池正极材料LiVPO4F的合成方法主要有以下四种：碳热还原法、溶胶-凝胶法、离子交换法和水热合成法，且在实际过程中，主要采用碳热还原法。

1、碳热还原法

在合成正极材料时，通过加入碳来合成颗粒较均匀的正极材料是碳热还原法的主要原理。通过固相的反应方法，如今已经得到了LiFePO4、LiFeSiO4等典型的锂离子正极材料。Barker等人第一次合成LiVPO4F时，也是通过两步碳热还原法，以VPO4为中间体获得的。在反应过程中，首先将V2O5、NH4H2PO4、乙炔黑（125%量）按照化学计量比1:2:2。5混合，进行第一次碳热还原。随后，将VPO4与LiF按照化学计量比1:1混合，在氮气氛围下在管式电阻炉中以750℃持续煅烧0。5h，进行第二次碳热还原，合成产物LiVPO4F。

2、溶胶-凝胶法

Li等人将V2O5 H20水凝胶、NH4H2PO4、LiF和过量的碳混合，于550℃下反应2h，得到产物LiVPO4F。

3、离子交换法

Barker等人首先合成了NaVPO4F，然后与5mol/L的LiBr溶液混合，在70℃下反应10h，在多次的离子交换后，即形成LiVPO4F。随后，用去离子水洗去杂质，最后将得到的固体粉末在氩气氛围下于管式电阻炉中250℃下煅烧1h，得到最终产物LiVPO4F。文献综述

2 碳热还原法合成LiVPO4F及其电化学性能研究

2。1 引言

锂电池的正极材料主要有以下四种：钒系正极材料、镍系正极材料、钴系正极材料、锰系正极材料。其中，由于我国有丰富的钒系资源，开发和利用钒系资源具有积极的意义。钒属于过渡金属，价格比同一周期的金属钴、镍等要低，同时，也是一种典型的多价金属元素，其常见的价态有：V5+、V4+、V3+、V2+，这就决定了钒的化学性质非常活跃，可以形成多种多样的氧化物，如具有层状结构的VO2、V2O5、V4O9、V3O7等，具有尖晶石结构的LixV2O4和反尖晶石结构的LiNiVO4等，以及单斜晶系的Li3V2(PO4)3和三斜晶系的LiVPO4等。在多年的研究过程中，学者发现，在锂二次电池的应用中具有价值的只有LixVO2、LixV2O4、Li1+XV3O8、LiNiVO4、Li3V2(PO4)3和LiVPO4。