锂电池在电子产品与电动汽车领域所发挥的作用大家都有目共睹，锂电池在该两大领域的应用愈发成熟。政府对动力锂电池的推广与补贴，加上新一代锂电池技术在不断地发展，无不预示着锂电池产业在未来具有更巨大的发展前景。《中国锂电池行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》指出，未来锂电池需求量将大大提高，预计到今年锂电池产值将达860亿美元。新一代锂电池技术迎合当前新能源技术发展的需求，为锂电池产业链厂商提供发展良机。

1.2 LiV3O8正极材料简介

1.2.1 LiV3O8正极材料的研究进展

1957年，Wadsley首先提出层状化合物LiV3O8可作为锂离子蓄电池正极材料，之后Besenhard研究发现，层状化合物LiV3O8由于能与锂离子相嵌合而表现出较高的比容量，且以LiV3O8为正极材料的电池循环寿命较其它电池长，由于具有多个价位，氧化态较多，其在放电过程中产生了多个放电平台。虽然LiV3O8电极材料表现出不错的电化学性能，但它存在材料层状结构不稳定、材料容量衰减快等缺点。因此，如何制备出具有稳定电化学性能的LiV3O8电极材料是个值得研究的课题。

1.2.2 LiV3O8的结构

LiV3O8属于单斜晶系，空间群为P21/m，晶胞参数为a=6.68Å、b=3.60Å、c=11.84Å，β=107.8°。其晶体结构如图1.1所示，是由八面体和变形的三角双锥组成的层状结构。Li离子首先会占据着层之间八面体的位置，过量的Li锂离子占据着层之间四面体的位置，两者的Li离子紧密相连，这就确保电池在充放电循环时材料的晶体结构一直保持稳定。在充放循环过程中，锂离子在层与层之间能够自由扩散，材料能够轻松地完成锂离子的嵌入和脱出，而在外围是具有良好稳定性和柔韧性的V3O8-骨架，起到固定的作用。理论上每摩尔的LiV3O8可以脱出3mol以上的锂，理论容量为372mAh·g-1。与其他钒系氧化物不同，正由于LiV3O8晶体结构的固定效应，在充放电过程中材料的晶体结构不发生变化，并且锂离子的脱嵌所受到的阻碍不大，这就是LiV3O8电极材料具有高比容量和循环寿命长的原因。

图1. 1 LiV3O8的材料结构

1.3 LiV3O8的制备方法

LiV3O8电极材料的制备方法影响着所得材料的结构、形貌和性能。制备方法和后处理的差别对LiV3O8的性能影响很大。尝试不同的条件、方式和后处理来制备LiV3O8电极材料是改善和提高其电化学性能的途径之一。主要的LiV3O8的制备方法如下：

1.3.1 高温固相法

传统高温固相反应法通过将简单的锂盐和V2O5按化学计量比混合，于650℃以上的高温下熔融反应12至30小时后，自然冷却得到样品。这种方法制备LiV3O8成本较低，制作工艺简单，但是由于其能耗大、效率低、产物均匀性差等固有缺点而被人们逐渐淘汰。后人在传统固相法的基础上进行了改进，比如利用超声波处理进行后处理，通过降低材料的结晶度达到了提高材料的比容量和电化学性能的目的。

1.3.2溶胶-凝胶法

溶胶-凝胶法是将金属醇盐或无机盐等含较高活性组分的化合物在液相条件下进行混合，然后通过一系列化学反应，形成溶胶，使反应物慢慢聚合，将所得的凝胶干燥、烧结固化，最终得到目标产物的一种方法。这种方法获得的LiV3O8电极材料化学均匀性好，比容量高。这种方法是制备LiV3O8的经典方法，与高温固相法相比具有产物均匀性高、合成温度低等特点。利用溶胶-凝胶法制得的LiV3O8电极材料是非晶态的，颗粒尺寸较小，它缩小了锂离子的扩散距离，从而表现出较平常更高的电化学性能。

1.3.3水热法 LiV3O8电极材料的制备(2):http://www.chuibin.com/huaxue/lunwen_205966.html