Page 27 - 《精细化工》2020年第3期

第 37 卷第 3 期 精 细 化 工 Vol.37, No.3
202 0 年 3 月 FINE CHEMICALS Mar. 2020

综论
钒酸镍锂离子电池负极材料的研究进展

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高懂儒，赵 鹬 ，李 宁，张伟伟，李贵贤
（兰州理工大学 石油化工学院，甘肃 兰州 730050）

摘要：综述了近年来国内外关于钒酸镍材料的合成方法、结构性质以及应用于锂离子电池新型负极材料的研究
进展。钒酸镍（Ni 3 V 2 O 8 、NiV 3 O 8 等）电极材料具有成本低、环境友好、比容量高、倍率性能优异等优点，但
其在充放电过程中体积的巨大变化、电导性差以及比表面积低等问题严重影响了其规模化应用。该文从三个方
面阐述了近年来通过电极材料微纳米化、复合化、表面包覆等手段有针对性的进行钒酸镍电极材料改性的研究
进展，积极探索了高性能钒酸镍材料的合成方法，展望了今后重点开展的研究方向，对于钒酸镍材料的广泛应
用具有一定的学术价值和实用意义。
关键词：钒酸镍；锂离子电池；电化学性能；改性
中图分类号：TQ530.2; TM912 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2020) 03-0445-07

Recent Progress of Nickel Vanadate Anode Materials for Lithium-Ion Batteries

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GAO Dongru, ZHAO Yu , LI Ning, ZHANG Weiwei, LI Guixian
（School of Petrochemical Engineering, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, Gansu, China）

Abstract: The synthesis methods, structural properties of nickel vanadate materials and research progress
of these new anode materials for lithium-ion batteries are introduced. Nickel vanadate (Ni 3V 2O 8 and
NiV 3O 8) materials are considered to be a series of promising new anode materials for lithium-ion batteries
due to their advantages, such as low cost, environmental friendliness, high specific capacity and excellent
rate performance. However, their drastic volume change during charging and discharging, poor electrical
conductivity and low surface area largely hinder the exploitation of lithium storage capability. Thus, several
methods for improving the electrochemical performance of nickel vanadate materials are emphatically
discussed, including micro-nano synthesis of electrode material, synthesis of complex material, surface
coating, etc. In addition, the research direction in the future is prospected. This review should be of great
significance for both academic and industrial purposes of novel nickel vanadate anode materials.
Key words: nickel vanadate; lithium-ion battery; electrochemical performance; modification

日益增长的能源消耗，对高效先进的能源转换 在传统的锂离子电池中，锂金属氧化物（如
和存储设备提出了强烈的要求。可充电电池可以以 LiCoO 2 ）和石墨分别用作为正极（阴极）和负极（阳
化学能的形式储存电能，其中锂离子电池（LIBS） 极）材料；两个电极由多孔膜分离器分离，并浸在
+
具有高能量密度、无记忆效应、自放电少、维护费 非水电解质中。在放电过程中，Li 从负极析出，穿
用低、环境友好等优点 [1-5] ，已成为目前最受欢迎的 过电解质进入正极，而电子则通过外部电路从负极流
可充电电池之一。在过去的 20 年里，自从索尼公司 向正极，为电子器件供电；当外部电压施加到电池
+
生产出第一个商业产品以来，锂离子电池作为许多 上时，即充电过程，Li 从正极析出，穿过电解质进
[3]
便携式电子设备的电源，已经占据了主导地位，并 入负极，而电子则通过外部电路从正极流向负极 。
+
且在即将到来的大规模应用中显示出巨大的潜力 由于锂离子电池的作用是基于 Li 的可逆穿梭和正
（比如电动汽车和固定能源备份系统等）。 极与负极之间的电化学性能差异，因此电极材料的

收稿日期：2019-07-27; 定用日期：2019-09-03; DOI: 10.13550/j.jxhg.20190744
基金项目：国家自然科学基金（21763016）
作者简介： 高懂儒（1994—），男，硕士生，E-mail：1191120095@qq.com。联系人：赵 鹬（1981—），男，副教授，E-mail：yzhao@lut.edu.cn。