CITT分析Li^+在固态LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2中的扩散系数

用碳酸盐共沉淀法合成粉末正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2。组分分析、粉末XRD、SEM和恒流充放电等测试结果表明:产物为纯相层状单颗粒球形结构LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2;在室温下以0.1C(0.2 mA)的电流在2.5～4.5 V循环,首次和第25次循环的放电比容量分别为241.37 mAh/g和211.3 mAh/g。用容量间歇滴定技术(CITT)分析不同循环次数和电位下,Li+在固态LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2中的扩散系数(DLi),结果表明:DLi为10-11～10-13cm2/s;扩散性能随着循环次数的增加而增强;DLi在3.7 V左右出现最小值,在3.7～4.3 V趋于稳定。

LiCoO_2中锂离子固相扩散系数随循环次数的变化

锂离子电池的正极活性材料主要为锂化复合氧化物，如LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、，平均工作电压均达4V（vs Li/Li）左右。以LiCoO2为正极活性材料．碳材料为负极活性材料的锂离子电池，由于具有容量高、循环寿命长、安全性能好等优点而已经成为世界上广泛使用的二次电池。尤其近年来，随着石化能源的紧缺以及使用过程中带来的环保问题日益突出。

LiMn_2O_4中锂离子扩散系数与充/放电次数的关系

通过容量间歇滴定技术(CITT)对不同电压、不同循环次数下,锂离子在尖晶石LiMn_2O_4中的固相扩散系数进行了研究.结果表明,锂离子在尖晶石LiMn_2O_4正极材料中的固相扩散系数在3.95V和4.12V左右存在两个极小峰,随着循环次数的增加,这两个峰逐渐平坦,并且整体上固相扩散系数呈增大趋势,表明锂离子在LiMn_2O_4中重复脱/嵌时具有自我增强扩散的能力.

容量间歇滴定法测定LiCoO_2中Li^+的固相扩散系数

采用容量间歇滴定技术在充放电仪上测定了不同电压条件下嵌入型锂离子电池正极材料LiCoO2中Li+的固相扩散系数。研究结果表明:在3.9~4.3 V电压范围内,LiCoO2中Li+的固相扩散系数的数量级为10-13~10-12cm2/s,且在电压为3.95 V时达到最小,在电压为4.15 V时达到最大。整个充电过程中,当电压由3.95 V上升至4.15 V时,LiCoO2中Li+的固相扩散系数增大;当电压由4.15 V上升至4.20 V时,LiCoO2中Li+的固相扩散系数减小;当电压由4.2 V继续上升至4.3 V时,LiCoO2中Li+的固相扩散系数同样经历了先增大后减小的过程。

循环次数对C/LiNiMnCoO_2电池中锂离子扩散系数的影响

采用容量间歇滴定法(CITT)测定在不同电压、不同循环次数下C/LiNiMnCoO2电池中锂离子的固相扩散系数。结果表明,锂离子在C/LiNiMnCoO2电池中的固相扩散系数在3.7V处存在一个小峰,随着循环次数的增加,该峰逐渐平坦,扩散系数在低电压(3.5V)下从2×10-11cm2/s增加到4×10-11cm2/s,在高电压(3.8～4.2V)区间快速地从2×10-11cm2/s减少到5×10-12cm2/s。

LiFePO_4/C电池过放后Li^+固相扩散系数的测定

采用容量间歇滴定法(CITT)测定过放后的LiFePO4电池中Li+的固相扩散系数。结果表明,在3.15~3.65 V的电压范围内,扩散系数曲线呈"V"形状,在3.45~4.10 V的电压范围内,扩散系数曲线呈"M"形状,其中,在3.65 V时扩散系数最大,为2.0×10-11 cm2/s;在3.39 V时则最小,为1.8×10-12cm2/s。