DOI：10.1007/s10854-019-02625-x

金属离子掺杂和纤维化处理是提高锂钒磷酸盐（Li₃V₂(PO₄)₃）电极材料导电性的重要方法。然而，传统的铸造制备方法会降低Li₃V₂(PO₄)₃电极的电子和离子导电性。在这项工作中，通过静电纺丝技术制备了具有三维网络结构的镍（Ni）掺杂的Li₃V₂(PO₄)₃/C纳米纤维膜，该膜可直接用于锂离子电池的自立式阴极。研究了Ni掺杂对Li₃V₂(PO₄)₃/C纳米纤维膜的形貌、结构和电化学性能的影响。结果表明，Ni掺杂不仅改变了Li₃V₂(PO₄)₃/C纤维的晶体结构和形貌，而且影响了Li₃V₂(PO₄)₃/C电极的电化学性能。1‰的Ni掺杂与其他比例相比对晶体结构的影响最小，Ni纳米颗粒的催化作用使Li₃V₂(PO₄)₃/C定向生长，形成包含Li₃V₂(PO₄)₃/C纳米纤维和Li₃V₂(PO₄)₃/C纳米线的杂化膜。杂化膜电极具有长距离连续电子传导网络，高孔隙率（有利于电解质渗透和锂离子迁移）以及稳定的集成电极结构（可增强氧化还原反应），在1C和5C的电流密度下具有良好的电化学性能。这种自立式Li₃V₂(PO₄)₃/C纳米纤维膜阴极有望用于高能锂离子电池。

图1 a 不同含量镍掺杂的 Li₃V₂(PO₄)₃/C纤维膜的X射线衍射图，b在2θ= 20–25°时的放大图

图2 镍含量分别为a 0‰、b 0.5‰、c 1‰和d 5‰的镍掺杂的Li₃V₂(PO₄)₃/C复合纤维膜的SEM图

图3镍掺杂Li₃V₂(PO₄)₃/C纤维的TEM和EDX曲线

图4 1‰镍掺杂的Li₃V₂(PO₄)₃/C纤维膜的XPS全谱以及b V、c P、d C和e Ni的精细光谱

图5不同含量镍掺杂的Li₃V₂(PO₄)₃/C复合电极的CV曲线

图6不同含量镍掺杂的Li₃V₂(PO₄)₃/C电极的EIS曲线

图7不同含量镍掺杂的Li₃V₂(PO₄)₃/C电极在3.0-4.8 V范围内的速率性能

图8不同含量镍掺杂的Li₃V₂(PO₄)₃/C复合电极在3.0-4.8 V 的电位范围内，以1C（a）和5C（b）的循环性能