锂离子电池正极材料LiCo_(0.3)Ni_(0.7-x)Sr_xO_2 的合成及其电化学性能

在空气气氛中合成了LiCo0.3Ni0.7-xSrxO2二元掺杂锂离子电池正极材料,研究了不同掺Sr2+量对材料的结构与电化学性能的影响,用XRD、SEM及电性能测试考察了材料的结构、形貌及其电化学性能。结果表明:Sr2+的掺入量对材料的结构与电化学性能影响较大,随着掺Sr2+量的增加,X射线衍射图中材料的特征峰向低角度飘移,晶胞参数a和c增大,晶胞体积增大;电性能测试结果表明:适量的掺Sr2+有利于提高材料中Li+的扩散能力,抑制John Teller效应,降低阳离子混排现象,提高材料的电化学稳定性,当x=0.003,LiCo0.3Ni0.697 Sr0.003O2显示出较优的电化学性能,首次放电容量为162mA·h·g-1,首次放电效率为90.6%;40次循环后其放电容量仍为153mA·h·g-1,容量损失为7%,显示出较好的循环稳定性。

LiCo_(0.7)Ni_(0.3)O_(2)超薄电极的制备

采用气泡式喷墨打印技术制备LiCo_(0.7)Ni_(0.3)O_(2)超薄电极,确定制备稳定LiCo_(0.7)Ni_(0.3)O_(2)分散体系的最佳工艺条件为:体系pH值为8,粘合剂CMCS含量为1%,分散剂AES-A含量为0.5%,超声波分散时间为10min。以LiCo_(0.7)Ni_(0.3)O_(2)超薄电极为正极、金属锂片为负极,组装成扣式电池,其电化学性能测试结果显示:打印5层和10层的LiCo_(0.7)Ni_(0.3)O_(2)超薄电极在电位区间3.2~4.2V、电流密度3μA/cm^(2)下,首次放电比容量分别为147mAh/g和144mAh/g;打印5层的LiCo_(0.7)Ni_(0.3)O_(2)超薄电极充放电循环100次后放电比容量保持在98%以上;LiCo_(0.7)Ni_(0.3)O_(2)超薄电极具有优良的充放电循环性能。