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低温自蔓延燃烧合成Li_(1.2)Fe_(0.2)Mn_(0.6)O_(2)纳米颗粒及电化学性能 被引量:2
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作者 肖雨刚 朱志红 +1 位作者 朱永芳 张庆堂 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1673-1678,共6页
利用自蔓延燃烧在450℃低温下合成了Li_(1.2)Fe_(0.2)Mn_(0.6)O_(2)纳米颗粒(LFMO-450),借助XRD、SEM和TEM及恒流充放电测试研究了其晶体结构、微观形貌、超微结构和电化学性能。结果表明,样品LFMO-450具有良好的α-NaFeO_(2)层状结构,... 利用自蔓延燃烧在450℃低温下合成了Li_(1.2)Fe_(0.2)Mn_(0.6)O_(2)纳米颗粒(LFMO-450),借助XRD、SEM和TEM及恒流充放电测试研究了其晶体结构、微观形貌、超微结构和电化学性能。结果表明,样品LFMO-450具有良好的α-NaFeO_(2)层状结构,为粒径分布于45~88 nm的纳米颗粒。恒流充放电测试结果表明,在室温及2.0~4.8 V充放电范围内,该样品在电流密度为0.1、0.2、0.5、1和2 C倍率时首次放电比容量分别为237.5、170.7、124.1、101.9和82.8 mA·h/g,表现出良好的倍率性能;在1 C倍率下,样品首次与循环60次后放电比容量分别为106.4和87.8 mA·h/g,容量保持率为82.5%,表现出良好的循环性能。 展开更多
关键词 锂离子电池 富锂铁锰固溶体 li_(1.2)fe_(0.2)mn_(0.6)o_(2) 自蔓延燃烧 有机电化学与工业
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Chemical bonding of perovskite LaFeO_(3) with Li_(1.2)Mn_(0.6)Ni_(0.2)O_(2) to moderate anion redox for achieving high cycling stability
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作者 Xin Zhang Chaochao Fu +5 位作者 Dong Luo Xiaoqing Liu Qiao Wang Baoyun Li Guangshe Li Liping Li 《Journal of Energy Chemistry》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第4期330-339,共10页
Oxygen anion redox reaction provides a high theoretical capacity for Li-rich manganese-based cathodes.However,irreversible surface oxygen release often results in further oxygen loss and exacerbates the decomposition ... Oxygen anion redox reaction provides a high theoretical capacity for Li-rich manganese-based cathodes.However,irreversible surface oxygen release often results in further oxygen loss and exacerbates the decomposition of the electrolyte,which could reduce the capacity contribution from the anionic redox and produce more acidic substances to corrode the surface of the material.In this paper,the surface oxygen release is suppressed by moderating oxygen anion redox activity via constructing chemical bonds between M(M=Fe and La)in LaFeO_(3)and surface oxygen anions of Li_(1.2)Mn_(0.6)Ni_(0.2)O_(2).The constructed interface layer stabilizes the surface lattice oxygen and retards the electrolyte from being attacked by the nucleophilic oxygen generated in the process of oxygen release,as evidenced by Differential Electrochemical Mass Spectrometry(DEMS)and X-ray Photoelectron Spectroscopy(XPS)detections.Moreover,in the charge and discharge process,the formed FeF_(3),located at the cathode electrolyte interfacial layer,is conducive to the stability of the cathode surface.The modified Li_(1.2)Mn_(0.6)Ni_(0.2)O_(2)electrode with 3 wt%LaFeO_(13)exhibits a high specific capacity of 189.5 mA h g-at 1C(200 mA g^(-1))after 150 cycles with capacity retentions of 96.6%,and 112.6 mA h g^(-1)(84.7%)at 5C after 200 cycles higher than the pristine sample.This study provides a rational design chemical bonding method to suppress the oxygen release from the cathode surface and enhance cyclic stability. 展开更多
关键词 lithium battery li_(1.2)mn_(0.6)Ni_(0.2)o_(2) oxygen release Interface chemical bond Electrolyte decomposition
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Fe/Ni比对Li_(1.2)Fe_(0.2-x)Ni_(0.1+x)Mn_(0.5)O_(2)纳米颗粒电化学性能的影响
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作者 朱志红 肖雨刚 《化工技术与开发》 CAS 2021年第9期34-40,共7页
通过调整化学组成x(x为0、0.05、0.1),采用自蔓延燃烧合成了不同Fe/Ni比的前驱体,经700℃高温煅烧合成出纳米Li_(1.2)Fe_(0.2-x)Ni_(0.1+x)Mn_(0.5)O_(2)材料。XRD分析表明随着Fe/Ni比增大,材料的晶体结构由α-NaFeO_(2)层状结构向单斜C... 通过调整化学组成x(x为0、0.05、0.1),采用自蔓延燃烧合成了不同Fe/Ni比的前驱体,经700℃高温煅烧合成出纳米Li_(1.2)Fe_(0.2-x)Ni_(0.1+x)Mn_(0.5)O_(2)材料。XRD分析表明随着Fe/Ni比增大,材料的晶体结构由α-NaFeO_(2)层状结构向单斜C2/m结构过渡,晶系对称性降低。x=0.05时(Fe/Ni比为1:1),Li_(1.2)Fe_(0.2-x)Ni_(0.1+x)Mn_(0.5)O_(2)纳米材料(LFNMO-1F1N)具有良好的α-NaFeO2层状结构和更完整的层状程度,晶粒尺寸为10.96nm。SEM分析表明LFNMO-1F1N为分布均匀的纳米颗粒,粒径范围38~62 nm。恒电流测试结果表明,在0.1C倍率下,LFNMO-1F1N的首次可逆容量高达258.9 mAh·g^(-1),远高于LFNMO-2F1N(191.6 mAh·g^(-1))和LFNMO-1F2N的可逆容量(155 mAh·g^(-1)),在2C倍率下的可逆容量仍有138.4 mAh·g^(-1)。在1C倍率下充放电循环100次后,可逆容量仍有122.6mAh·g^(-1),保持率为78.6%。研究结果表明,当Fe/Ni比为1:1时,Li_(1.2)Fe_(0.15)Ni_(0.15)Mn_(0.5)O_(2)纳米颗粒具有最大的可逆比容量、最佳倍率与循环性能。 展开更多
关键词 富锂锰基固溶体 li_(1.2)fe_(0.2-x)Ni_(0.1+x)mn_(0.5)o_(2) fe/Ni比 自蔓延燃烧
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Li_(2)ZrO_(3)原位包覆提升LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)三元材料电化学性能研究 被引量:2
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作者 张家祥 田小龙 李西安 《电源技术》 CAS 北大核心 2023年第7期861-865,共5页
高镍三元LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)(NCM60)因其具有较高的放电比容量以及能量密度,是一种非常有发展潜力的锂离子电池正极材料。然而由于较为严重的结构/界面恶化现象(如微裂纹,界面副反应等),NCM60材料的电化学性能及循环寿命... 高镍三元LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)(NCM60)因其具有较高的放电比容量以及能量密度,是一种非常有发展潜力的锂离子电池正极材料。然而由于较为严重的结构/界面恶化现象(如微裂纹,界面副反应等),NCM60材料的电化学性能及循环寿命受到严重的限制。采用单晶化策略,成功合成出了微米级单晶NCM60正极材料;并以Ni_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)(OH)_(2)前驱体为基体,采用预包覆和共锂化的方法,在单晶正极材料NCM60表面均匀包覆Li_(2)ZrO_(3)快离子导体层。一方面,表面均匀包覆Li_(2)ZrO_(3)层改善了材料充放电过程中锂离子的扩散动力学,有助于降低电极极化程度;另一方面,Li_(2)ZrO_(3)具有稳定的晶体结构,通过与NCM60材料紧密结合,提高材料机械稳定性,有效抑制微裂纹的产生并减轻界面副反应程度。正如预期,适量Li_(2)ZrO_(3)改性的材料(LZO@NCM60)展现出优异的电化学性能,在1 C(170 mA/g)电流密度,2.95~4.6 V电压范围内循环150次后仍有158.5 mAh/g的放电比容量,容量保持率高达86.7%。深入研究了表面修饰对材料界面机制的影响,对下一代高能锂离子电池正极材料的开发具有一定借鉴意义。 展开更多
关键词 锂离子电池 liNi_(0.6)Co_(0.2)mn_(0.2)o_(2)正极材料 单晶结构 li_(2)Zro_(3)原位包覆
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LiNi_(0.6) Co_(0.2) Mn_(0.2) O_(2)@LiMn_(0.6) Fe_(0.4) PO_(4)/C复合正极材料的制备及性能 被引量:2
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作者 任荃 刘亚飞 《材料与冶金学报》 CAS 北大核心 2022年第1期54-59,共6页
采用简单的机械球磨混合法制得NCM@LMFP/C(LiNi_(0.6) Co_(0.2) Mn_(0.2) O_(2)@LiMn_(0.6) Fe_(0.4) PO_(4)/C)复合正极材料,系统地研究了NCM与LMFP/C复合比例(9∶1,8∶2,7∶3,6∶4,5∶5)对材料电化学性能和热稳定性的影响.使用X射线... 采用简单的机械球磨混合法制得NCM@LMFP/C(LiNi_(0.6) Co_(0.2) Mn_(0.2) O_(2)@LiMn_(0.6) Fe_(0.4) PO_(4)/C)复合正极材料,系统地研究了NCM与LMFP/C复合比例(9∶1,8∶2,7∶3,6∶4,5∶5)对材料电化学性能和热稳定性的影响.使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和差示扫描量热仪(DSC)对复合正极材料的结构与形貌进行表征研究.研究结果表明:当NCM与LMFP/C复合比例小于8∶2时,亚微米级LMFP/C出现富集、团聚,将NCM包埋其中.当NCM与LMFP/C复合比例为8∶2时,LMFP/C均匀地包覆在NCM颗粒表面或填充于其颗粒空隙中,材料的电化学性能最优、热稳定性良好:电流为0.1 C和1 C时的放电比容量分别为180.1和165.0 mAh/g,均高于理论测算容量(178.9和164.3 mAh/g);循环80周后容量保持率为95.7%,优于NCM(94.9%);复合正极材料热失控温度相比于NCM提高了25℃且放热量更低. 展开更多
关键词 liNi_(0.6)Co_(0.2)mn_(0.2)o_(2)@limn_(0.6)fe_(0.4)Po_(4)/C 复合正极材料 锂离子电池 热稳定性
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高容量无钴富锂锰Li_(1.2)Mn_(0.6)Ni_(0.2)O_(2)正极材料的制备
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作者 陈燕彬 王红亮 +1 位作者 罗燕 涂文 《金属材料与冶金工程》 CAS 2023年第4期16-21,共6页
低钴、无钴化正极材料具有低成本、改善电池性能、缓解钴资源紧张的优势,可适应未来高性能低成本锂离子电池发展需求。本文研究如何制备高容量无钴富锂锰Li_(1.2)Mn_(0.6)Ni_(0.2)O_(2)正极材料,探究反应pH值、络合剂、加料方式、陈化... 低钴、无钴化正极材料具有低成本、改善电池性能、缓解钴资源紧张的优势,可适应未来高性能低成本锂离子电池发展需求。本文研究如何制备高容量无钴富锂锰Li_(1.2)Mn_(0.6)Ni_(0.2)O_(2)正极材料,探究反应pH值、络合剂、加料方式、陈化时间对前驱体制备的影响,以及合成阶段温度对Li_(1.2)Mn_(0.6)Ni_(0.2)O_(2)正极材料的影响。实验结果表明,前驱体制备的优化条件为:pH为11、络合剂氨水浓度为0.5mol/L、加料方式为“部分氨水调底液pH为11,部分氨水调金属盐溶液pH为7,剩余氨水与金属盐溶液、沉淀剂并流加入”的加料方式、陈化时间为8h。合成Li_(1.2)Mn_(0.6)Ni_(0.2)O_(2)正极材料最佳温度为950℃。优化条件制备的Li_(1.2)Mn_(0.6)Ni_(0.2)O_(2)正极材料在0.2C,2.0~4.8V条件下获得了347.2mA·h/g的高容量,放电效率78.6%,10次循环容量保持率98.3%,显示了较好的电性能。 展开更多
关键词 无钴 富锂锰正极材料(li_(1.2)mn_(0.6)Ni_(0.2)o_(2)) 前驱体
原文传递
通过络合法实现锰基前驱体的可控制备 被引量:1
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作者 涂文 《湖南有色金属》 CAS 2022年第6期52-55,共4页
文章主要就氨比对富锂正极材料Li_(1.2)Mn_(0.6)Ni_(0.2)O_(2)的前驱体制备及其成品性能的影响进行了研究,指出氨水作为络合剂,有利于锰基前驱体形成规则形貌,从而使成品性能更优。
关键词 富锂正极材料(li_(1.2)mn_(0.6)Ni_(0.2)o_(2)) 氨水 共沉淀
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