锂离子电池混合正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2/LiFePO_4电化学性能研究

采用湿法球磨制备了锂离子电池用混合正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2/LiFePO_4。通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了材料的结构和形貌,采用恒流充放电测试、循环伏安测试(CV)和电化学阻抗谱测试(EIS)方法研究了混合正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2/LiFePO_4的电化学性能。结果表明:混合正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2/LiFePO_4的晶体结构完好,碳包覆的纳米LiFePO_4颗粒较好地包覆在LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2表面。含质量分数15%LiFePO_4的混合正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2/LiFePO_4电化学性能优良,0.2C首次充放电比容量为181.40mAh·g^(–1),首次充放电效率为90.79%;1.0C循环50次后放电比容量为169.89mAh·g^(–1),容量保持率为97.80%;3.0C循环5次后的放电比容量为162.22mAh·g^(–1),容量保持率仍有89.43%;60℃高温存储7d后,容量保持率和容量恢复率分别为86.48%和97.32%。

锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2和LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2/LiFePO_4容量衰减原因分析

采用湿法球磨法制备了锂离子电池混合正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2/LiFePO_4(NMC532/LFP).通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、充放电测试和电化学阻抗谱测试(EIS)等方法研究对比了LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2(NMC532)和LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2/LiFePO_4(NMC532/LFP)的容量衰减机理.结果表明,循环50次和60 o C高温存储后,NMC532/LFP的容量保持率分别为97.80%、86.48%,其循环和高温存储性能较好.循环和高温存储后NMC532和NMC532/LFP的电荷传递阻抗Rct明显增大,但NMC532/LFP的Rct较小.NMC532和NMC532/LFP的I(003)/I(104)值都有所减小,但NMC532/LFP的I(003)/I(104)值比NMC532的大,即NMC532/LFP材料的阳离子混排现象有所改善.循环后NMC532、NMC532/LFP颗粒没有出现明显的表面开裂和链接断裂现象,但NMC532颗粒有部分发生粉化.高温储存后NMC532颗粒表面出现裂纹,且颗粒之间的链接断裂,NMC532/LFP颗粒表面出现轻微粉化.材料结构规整度下降,阳离子混排程度加剧,电荷传递阻抗增大是NMC532和NMC532/LFP容量衰减的主要原因.