表面包覆氧化镧的富锂锰基正极材料的制备及性能研究

通过溶液法在富锂锰基0.5Li2MnO3·0.5LiMn1/3Ni1/3Co1/3O2(简称LLO)正极材料前驱体表面包覆了一层稀土氧化物--氧化镧,制备了表面包覆氧化镧的LLO正极材料。采用X射线衍射仪、能量色散谱仪、扫描电子显微镜以及电池测试仪对材料进行表征和电化学性能测试,考察表面包覆氧化镧对LLO正极材料性能的影响。研究结果表明,用摩尔分数1%的氧化镧包覆LLO正极材料,极大地改善了材料的电化学性能。电化学性能的改善归因于包覆氧化镧后有效地稳定了材料的表面结构,避免了材料在循环过程中的分解。

钒掺杂富锂锰基正极材料Li[Li_(0.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)]O_(2)的制备及表征

通过在前驱体和锂源的高温固相反应阶段加入五氧化二钒作为掺杂剂,制备了钒掺杂的富锂锰基正极材料Li[Li_(0.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)]O_(2)。结果表明,钒掺杂后,材料的电荷转移阻抗明显降低,倍率性能也得到有效的改善;对于0.5%(wt,质量分数)钒掺杂的正极材料来说,在0.5C、150次循环后,钒掺杂正极材料的容量保持在164.18mAh/g,容量保持率从原始的58.2%提高至86.3%。这主要归因于钒掺杂后,V—O键较强的键能有效抑制了晶格氧的不可逆脱出,缓解了材料的晶体结构转变,改善了材料的循环稳定性和倍率性能。

锂离子电池高镍低钴正极材料的研究进展

作为锂离子电池正极材料,高镍低钴阴极材料(LiNi1-x-yCoxMnyO2,x+y<0.2)凭借较高的比容量(>200 mAh/g)和较低的成本优势被认为是今后锂离子电池正极材料最有前景的替代者。文章综述了高镍低钴正极材料的结构与特性,制备方法,目前存在的问题以及改性方法,并展望了高镍低钴正极材料的发展趋势。

基于表面处理的富锂锰基正极材料的研究

为优化富锂锰基正极材料表面结构并提高其能量密度,对富锂锰基正极材料先后进行低镍化处理和酸蒸汽表面处理。实验结果表明,经过低镍化和酸蒸汽表面处理的材料首次放电比容量高达315 m Ah/g,且0.5 C下循环100次后,容量保持率约为81%。低镍化和酸蒸汽表面处理方式能提高材料放电比容量,并大大改善材料的循环稳定性。

酸蒸汽处理改善富锂锰基正极材料的电化学性能

采用醋酸蒸汽对共沉淀法制备的0.5Li_(2)MnO_(3)·0.5Li(Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3))O_(2)(LLO)三元富锂锰基正极材料进行酸处理,并对酸蒸汽处理前后的材料使用X射线衍射仪、能谱仪(EDS)、扫描电镜(SEM)和电池测试仪进行表征和电化学性能的测试。研究结果表明,酸蒸汽处理过程使得富锂锰基正极材料表面残存的Li_(2)O被清除,同时可在富锂材料颗粒表面形成微量Ni、Co掺杂的尖晶石表面层,抑制了电极与电解质之间的副反应,从而提升材料的电化学性能。酸蒸汽处理24h后的LLO初始放电容量可达到300mAh/g,库伦效率为83%,并且循环200圈之后容量保持率为78%左右。

基于Co比例变化的富锂锰基正极材料性能研究

基于共沉淀法制备富锂锰基正极材料0.5Li2MnO3·0.5LiMO2(M=Ni、Co和Mn),并探讨LiMO2中Co比例变化对材料结构、形貌及电化学性能的影响。结果表明:Co4在1C下的放电比容量为175mAh/g,比Co0.5高出30%,但其初始放电比容量与Co0.5相比降低了11%,因此Co比例增大有利于倍率性能的提高,但会损耗部分放电比容量。