Li过量的层状结构锂离子电池材料Li_(1+x)M_(1-x)O_2(x≥0)——I.LiAO_2-Li_2BO_3(A=Co,Ni,Cr·…;B=Mn,Ti…)固熔体材料

设计和研发锂过量层状Li1+xM1-xO2(M是一种或一种以上的过渡金属元素,x≥0)锂离子电池正极材料成为研究热点。此类材料展示不同寻常的电化学性能,如高比容量、优秀的循环能力以及新的电化学充放电机制。简单介绍此类材料的结构定义,结合我们的研究结果,着重综述了近几年LiAO2-Li2BO3(A=Co,Ni,Cr…;B=Mn,Ti…)固熔体锂过量层状材料的研究现状和发展趋势。

有序/无序岩盐结构的Li_(1+x)M_(1-x)O_2锂离子电池正极材料

锂过量层状有序/无序锂离子电池正极材料因具有出色的电化学性能而被人们广泛关注,并成为研究热点之一。所有该类型材料可以被表述为Li1+xM1-xO2(M是一种或一种以上的过渡金属元素,x≥0)。但M通常是多个金属元素比如M=Ni1-x-yCoxMny,一些金属元素在材料中也可以具有多种价态形式例如Ni和Mn,而且可有不同的层间/层内阳离子有序。这种材料的成分、结构复杂性以及化合价多变性极容易引起读者理解上的混淆。目前文献中对此类材料的本质的理解仍不够清晰准确。在一些报道中甚至错误地翻译了一些材料的本质,而且已被报道的很多材料本质上可归结为同一类固溶体材料。本文在准确理解此类材料的结构定义基础上,首先用LiAO2-Li2BO3固溶体概念诠释此类材料的本质。结合我们的研究结果,进一步讨论怎样利用相图帮助理解和设计此类材料,并评述它们的最新研究进展。

理解和设计锂过量的层状结构锂离子电池材料

锂过量层状锂离子电池正极材料展示了优秀的电化学性能,成为研究热点.所有材料可以被表达为Li1+xM1-xO2(M是1种或1种以上的过渡金属元素,x≥0).在准确理解此类材料的结构定义基础上,进一步诠释此类材料的本质,讨论怎样利用相图援助理解和设计新材料.

新型富锂相层状正极材料的合成及电化学性能

以醋酸盐燃烧法按照相图(Li1.2Co0.4Mn0.4O2-Li1.2Ni0.4Mn0.4O2-Li1.2Ni0.2Mn0.6O2三角相图)设计合成了Li1.2-(Co0.4Mn0.4)1-x-y(Ni0.4Mn0.4)x(Ni0.2Mn0.6)yO2(0≤x+y≤1)系列固熔体锂离子电池正极材料。通过X射线衍射(XRD)和电化学性能测试对所得样品的结构及电化学性能进行了初步表征。XRD物相分析表明,温度对Li1.2(Co0.4Mn0.4)1-x-y(Ni0.4Mn0.4)x-(Ni0.2Mn0.6)yO2的合成有明显影响。可以判断:合成温度为950℃以上时,相图中所有成分点能够形成纯相,可鉴定为α-NaFeO2层状结构。初步的电化学性能测试表明,在2～4.8 V范围内,以20 mA/g的电流充放电,材料依据成分不同,有不同电化学性能(充电曲线形状、充放电容量等),最高放电容量达到228 mAh/g。