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石墨烯修饰改性制备锂离子电池LiFePO4/LiNi0.8Co0.15Al0.05O2复合正极材料及其性能
引用本文:朱蕾,贾荻,陈俊超,江小标,吴勇民,彭路明,汤卫平.石墨烯修饰改性制备锂离子电池LiFePO4/LiNi0.8Co0.15Al0.05O2复合正极材料及其性能[J].无机化学学报,2018,34(8):1501-1510.
作者姓名:朱蕾  贾荻  陈俊超  江小标  吴勇民  彭路明  汤卫平
作者单位:上海空间电源研究所空间电源技术国家重点实验室;南京大学化学化工学院
基金项目:上海市科技人才计划(No.18QB1402600)、国家自然科学基金(No.21573103)资助项目。
摘    要:采用两步干混-球磨方法制备了石墨烯掺杂改性的锂离子电池LiFePO_4/LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2复合正极材料,实现LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2材料的高容量和高安全性。借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)以及电化学测试等表征手段对材料的晶体结构、微观形貌和电化学性能进行了较系统的研究。结果表明,石墨烯的存在实现了Li Fe PO4材料在LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2材料表面的完全包覆,形成致密的包覆层,进一步抑制LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2与电解液之间的副反应,提高活性材料利用率和循环性能。三者之间构成导电网络,加快电子渗透和传输,提高倍率性能。Li Fe PO4质量分数为20%的Li Fe PO4-Graphene/LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2样品具有最佳的容量性能和长循环性能,0.1C时放电容量达到202.5 m Ah·g~(-1),3C时放电容量仍然可保持在160.5 m Ah·g~(-1)。50℃在2.8~4.3 V,0.5C下循环100次后,容量保持率为91.9%,优于LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2和LiFePO_4/LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2样品的72.9%和82.0%。

关 键 词:锂离子电池  LiNi0.8Co0.15Al0.05O2  LiFePO4  石墨烯
收稿时间:2018/4/19 0:00:00
修稿时间:2018/5/19 0:00:00

Synthesis and Properties of LiFePO4/LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 Composite Cathode Material Modificated by Graphene for Lithium Ion Battery
ZHU Lei,JIA Di,CHEN Jun-Chao,JIANG Xiao-Biao,WU Yong-Min,PENG Lu-Ming and TANG Wei-Ping.Synthesis and Properties of LiFePO4/LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 Composite Cathode Material Modificated by Graphene for Lithium Ion Battery[J].Chinese Journal of Inorganic Chemistry,2018,34(8):1501-1510.
Authors:ZHU Lei  JIA Di  CHEN Jun-Chao  JIANG Xiao-Biao  WU Yong-Min  PENG Lu-Ming and TANG Wei-Ping
Institution:State Key Laboratory of Space Power Technology, Shanghai Institute of Space Power Sources(SISP), Shanghai 200245, China,State Key Laboratory of Space Power Technology, Shanghai Institute of Space Power Sources(SISP), Shanghai 200245, China,School of Chemistry and Chemical Engineering, Nanjing University, Nanjing 210023, China,State Key Laboratory of Space Power Technology, Shanghai Institute of Space Power Sources(SISP), Shanghai 200245, China,State Key Laboratory of Space Power Technology, Shanghai Institute of Space Power Sources(SISP), Shanghai 200245, China,School of Chemistry and Chemical Engineering, Nanjing University, Nanjing 210023, China and State Key Laboratory of Space Power Technology, Shanghai Institute of Space Power Sources(SISP), Shanghai 200245, China
Abstract:
Keywords:lithium ion battery  LiNi0  8Co0  15Al0  05O2  LiFePO4  graphene
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