偏铝酸锂/环化聚丙烯腈共包覆改性高镍层状正极材料的制备

构建表面无机-有机复合包覆层,用于改善高镍层状(NCM811)正极材料结构和界面不稳定问题。复合包覆层由纳米偏铝酸锂(LiAlO_(2),LAO)和环化聚丙烯腈(cPAN)构成。该复合包覆层中LAO是一种典型的锂离子导体,可提供Li^(+)迁移通道;PAN环化后,可产生离域的π键,形成具有电子导电性的cPAN。材料表面复合包覆层的结构及成分研究表明,该复合包覆层均匀分布在NCM811材料表面。半电池测试结果表明,在2.7~4.3 V(vs Li/Li^(+))电压范围内,在180 mA·g^(-1)电流密度下,改性后的NCM811材料循环150周后容量保持率为84.8%。而同样条件下,原始NCM811材料容量保持率为65.5%。该复合包覆层可有效提升NCM811结构和界面稳定性,减少电解液分解,降低界面阻抗。

用于石墨负极的高性能聚丙烯酸锂基复合粘结剂的制备及性能研究

聚丙烯酸锂(LiPAA)由于其较高的离子电导率和良好的化学稳定性被广泛用作锂离子电池负极的粘结剂,但是LiPAA粘度低、硬度大,作为粘结剂时负极极片的粘接性能、柔韧性和可加工性是较大挑战.本工作将LiPAA与多种高分子聚合物复配,通过添加羧甲基纤维素(CMC)或黄原胶(XG)提高粘结剂粘度,采用透明质酸钠(HA)降低粘结剂脆性,添加丁苯橡胶(SBR)提高剥离强度,开发了两款基于LiPAA的复配型粘结剂(Li PAA-CMC-HA-SBR及Li PAA-XG-HA-SBR).与商用负极粘结剂(CMC-SBR)相比,所得两款基于LiPAA的复配粘结剂不仅具有合适的粘接强度及柔韧性,且可显著改善石墨颗粒、导电剂、电解液之间的亲和性,促进锂离子在电极/电解液界面的传输,从而获得高电化学性能.在0.5C的电流密度下,在循环150圈后,采用上述两款复配粘结剂制备的石墨负极容量分别为209m Ah·g^(-1)及191m Ah·g^(-1),远高于使用CMC-SBR粘结剂的石墨负极(108m Ah·g^(-1)).此外,传统配方需添加大量SBR(≈50%),而基于LiPAA的配方中只需少量SBR即可保持极片完整性,且可在低粘结剂含量(≈3%)和高活性物质载量(≈95%)时保持良好力学性能,制备的石墨负极极片也拥有良好的电化学性能,具有较好工业化应用前景.