一种高{010}晶面族暴露的富锂层状材料制备与电化学性能研究

层状富锂氧化物具有超过250 mA·h/g的比容量,是提高锂离子电池能量密度的理想正极材料。但存在首圈库伦效率低、循环及倍率性能不佳等问题,限制了其实际应用。利用前驱体-模板法,通过调控前驱体共沉淀时间,结合固相烧结工艺合成了具有高{010}晶面族暴露的Li_(1.17)Ni_(0.4)Co_(0.05)Mn_(0.38)O_(2)(HLLO)富锂层状正极材料。X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等表征证明了合成的HLLO具有明显的晶面取向。电化学性能测试表明高暴露{010}晶面的存在能够加速锂离子的扩散,使得锂离子的扩散系数由原始的9.5×10^(-14)cm^(2)/s提升到3.9×10^(-13)cm^(2)/s,与传统Li_(1.17)Ni_(0.4)Co_(0.05)Mn_(0.38)O_(2)(LLO)相比,0.1 C下首圈库伦效率从70%提高至77%,1 C长循环500圈后容量保持率从43%提升至86%。