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1.
采用草酸盐共沉淀法制备了钠掺杂改性的Li0.98Na0.02Ni0.6Co0.2Mn0.2O2正极材料,借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能量分散谱(EDS)、感应耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、电化学阻抗谱(EIS)和恒电流充放电测试等手段对材料的颗粒形貌、晶体结构和电化学性能进行了研究.结果表明,掺钠后的材料具有更完善的α-NaFeO2结构(空间群为+/Ni2+阳离子混排和更大的Li层间距,易于Li+在晶格中的快速脱嵌迁移.电化学性能测试结果证实掺钠样品具有优异的循环稳定性和高倍率性能,在2.7~4.3 V,1C下循环100次后,放电比容量仍为146 mA·h/g(容量保持率为95.4%),在0.1C,0.2C,0.5C,1C,3C,5C,10C和20C时的放电比容量分别为181,168,162,155,143,136,126和113 mA·h/g. 相似文献
2.
高镍LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2正极材料因诸多优势,广泛应用于锂离子动力电池。进一步抑制材料不可逆相变,提升结构稳定性和电化学性能是材料大规模应用的关键。本文采用LaF_3包覆改性材料。测试结果表明,LaF_3包覆在材料表面形成了均匀的包覆层,且未改变材料的形貌和晶体结构。随包覆比例越大,包覆层越厚。LaF_3包覆材料具有较好的循环和倍率性能,这是由于LaF_3包覆层减少了脱锂态下材料对电解液的氧化,抑制了惰性层的形成,从而降低了循环过程中的阻抗。包覆比例为1. 0 wt%的材料性能较优,在3. 0~4. 3V电压范围、5. 0 C倍率下放电比容量为114. 3 mAh·g~(-1),较原材料(90. 5 mAh·g~(-1))提升显著;在3. 0~4. 6 V电压范围、1. 0 C倍率下循环100周之后,容量保持率可达84. 7%。 相似文献
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应用溶胶-凝胶法合成LiNi(0.75-x)Co0.25TixO2(x=0,0.1,0.25)系列正极材料,其结构、形貌、粒度、电化学性能由TG、XRD、SEM和电池充放电测试表征研究表明,材料的电化学性能与钛掺杂量密切相关.在钴含量不变的情况下,随着Ti含量(x)的增加,材料由六方层状结构逐渐向立方结构转变,x=0.25时,出现了立方相与六方相共存.根据实验和理论计算结果简要讨论了钛掺杂对正极材料LiNi0.75Co0.25O2结构和电化学性能的影响. 相似文献
4.
通过共沉淀与同相反应法制备层状的 LiNi0.45 Mn0.45Co0.10O2,并利用X射线衍射(XRD)和电子扫描显微镜(SEM)测定材料的结构和形貌.在2.5~4.5 V范围内,以0.1 C(28 mA·g-1)放电,LiNi0.45Mn0.45Co0.10O2正极材料的起始放电容量达到167.2 mAh·g-1,但循环性能较差.当采用 A1F3包覆后,材料的循环性能得到明显改善.利用电化学阻抗谱(EIS)技术探索AIF3包覆对正极材料的电化学性能改善机理,实验结果表明:AIF3包覆层能够阻止电解液对正极材料的溶解和侵蚀,稳定其层状结构,同时降低了电极界面阻抗.冈此A1F3包覆技术足一种改善LiNi0.45Mn0.45Co0.10O2材料电化学件能的有效方法和工具. 相似文献
5.
应用简单的高温固相烧结法合成了Ti掺杂改性的Li_2MnO_3材料。电子扫描显微镜、X射线衍射以及X射线光电子能谱分析表明Ti元素取代Mn离子掺入到Li_2MnO_3晶格中,且掺杂能有效地抑制一次颗粒的团聚。电化学阻抗和恒流充放电测试结果表明,在2.0~4.6 V的电压窗口下,掺杂改性的样品Li_2Mn_(0.97)Ti_(0.03)O_3的首圈放电比容量达到209 m Ah·g~(-1),库仑效率为99.5%,循环40圈后容量保持率为94%;当电流密度增大到400 m A·g~(-1)时,掺杂改性的样品仍然可以放出120 m Ah·g~(-1)比容量,远高于同等电流密度下未掺杂的Li_2MnO_3原粉的比容量(52 m Ah·g~(-1))。Ti掺杂可有效地改善Li_2MnO_3的循环稳定性和倍率性能,有利于促进该材料的商业化应用。 相似文献
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TiO2包覆对LiCO1/3Ni1/3Mn1/3O2材料的表面改性 总被引:1,自引:0,他引:1
为了提高材料LiCo1/3Ni1/3MnO2的循环件能,采用浸渍-水解法对其进行TiO2包覆.用X射线衍射(XRD)、电化学交流阻抗谱(EIS)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)和恒流允放电测试研究包覆材料的结构和电化学性能.TiO2仅在材料表面形成包覆层,并未改变材料的结构.TiO2包覆能提高材料LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2的倍率性能和循环性能,TiO2包覆后的材料在5.0C(1.0C=160 mA·g-1)下的放电容量达到0.2C下的66.0%,而包覆前的材料在5.0C下的放电容量仅为其0.2C下的31.5%.包覆后的材料在2.0C下循环12周后的容最没有衰减,而未包覆的材料容量保持率仅为94.4%.EIS测试表明包覆材料性能的提高是由于循环过程中材料的界面稳定性得到了提高.循环后材料的XRD和ICP-OES测试表明,包覆层能提高材料LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2的结构稳定性. 相似文献
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为解决LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料在高温下循环性能差的问题,本文通过固相法对材料进行锆掺杂改性,研究了不同掺杂量对LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2晶体结构和电化学性能的影响。研究表明,当锆掺杂量为1% (x)时,可以降低LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2结构中的Li+/Ni2+离子混排,有助于材料电化学性能的提高,尤其是高温循环性能。在25 ℃、3.0-4.3 V下, Li(Ni0.5Co0.2Mn0.3)0.99Zr0.01O2在1C循环95次后容量保持率为92.13%,优于未掺杂样品(87.61%)。在55 ℃下, Li(Ni0.5Co0.2Mn0.3)0.99Zr0.01O2在1C循环115次后容量保持率仍有82.96%,远高于未掺杂样品(67.63%)。因此,少量锆掺杂对提升LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2的高温循环性能有积极作用。 相似文献
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应用简单的高温固相烧结法合成了Ti掺杂改性的Li2MnO3材料。电子扫描显微镜、X射线衍射以及X射线光电子能谱分析表明Ti元素取代Mn离子掺入到Li2MnO3晶格中,且掺杂能有效地抑制一次颗粒的团聚。电化学阻抗和恒流充放电测试结果表明,在2.0~4.6 V的电压窗口下,掺杂改性的样品Li2Mn0.9Ti0.03O3的首圈放电比容量达到209 mAh·g-1,库仑效率为99.5%,循环40圈后容量保持率为94%;当电流密度增大到400 mA·g-1时,掺杂改性的样品仍然可以放出120 mAh·g-1比容量,远高于同等电流密度下未掺杂的Li2MnO3原粉的比容量(52 mAh·g-1)。Ti掺杂可有效地改善Li2MnO3的循环稳定性和倍率性能,有利于促进该材料的商业化应用。 相似文献
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采用固相法合成了钛离子掺杂LiFe0.6Mn0.4PO4/C正极材料.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及电化学测试,对合成材料的结构、形貌和电化学性能进行了表征.结果表明:钛离子掺杂未影响材料的晶型结构,但显著改善了材料的电化学性能;Li(Fe0.6Mn0.4)0.96Ti0.02PO4/C材料表现出优异的倍率性能,0.1C倍率下其比容量为160.3mAh.g-1;在10C倍率下,比容量为134.7mAh.g-1;特别是在20C高倍率下仍然具有124.4mAh.g-1的放电比容量.电化学交流阻抗谱(EIS)和循环伏安(CV)测试结果说明,通过钛离子掺杂导致材料阻抗和极化的减少是材料倍率性能改善的主要原因. 相似文献
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高镍三元材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM)比容量高且成本低, 但材料结构在电化学循环过程中的不稳定性影响了其大规模的应用, 可采用表面包覆的策略来改善材料的结构稳定性, 从而提高其电化学性能. 本工作结合高速固相包覆法和高温烧结法, 分别将电子导体氧化锡锑(ATO)和锂离子导体偏磷酸锂(LOP)共同包覆在NCM材料表面. 双包覆后的NCM材料的电子电导率从2.17×10-3 Ѕ•cm-1提高至1.02×10-2 Ѕ•cm-1, 锂离子扩散系数也从7.05×10-9 cm2•s-1提高至2.88×10-8 cm2•s-1. 同时, NCM表面的双包覆层可以在循环过程中阻止电极材料与电解液发生氧化还原反应, 抑制材料不利相变, 减少氧的析出, 稳定材料结构. 电化学性能测试表明, 经过表面包覆后, NCM材料在1 C (180 mA•g-1)的电流下和2.7~4.3 V (vs. Li/Li+)的电压范围内, 循环150周后容量为161.1 mAh•g-1, 保持率为87.1%, 而在10 C的充放电倍率下具有133 mAh•g-1的可逆比容量. 相似文献
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Gi‐Hyeok Lee Jinpeng Wu Duho Kim Kyeongjae Cho Maenghyo Cho Wanli Yang Yong‐Mook Kang 《Angewandte Chemie (International ed. in English)》2020,59(22):8681-8688
Redox reactions of oxygen have been considered critical in controlling the electrochemical properties of lithium‐excessive layered‐oxide electrodes. However, conventional electrode materials without overlithiation remain the most practical. Typically, cationic redox reactions are believed to dominate the electrochemical processes in conventional electrodes. Herein, we show unambiguous evidence of reversible anionic redox reactions in LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2. The typical involvement of oxygen through hybridization with transition metals is discussed, as well as the intrinsic oxygen redox process at high potentials, which is 75 % reversible during initial cycling and 63 % retained after 10 cycles. Our results clarify the reaction mechanism at high potentials in conventional layered electrodes involving both cationic and anionic reactions and indicate the potential of utilizing reversible oxygen redox reactions in conventional layered oxides for high‐capacity lithium‐ion batteries. 相似文献
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Yingqiang Wu Linhai Zhuo Jun Ming Yancun Yu Fengyu Zhao 《Journal of Energy Chemistry》2013,22(3):468-476
Li(Mn1/3Ni1/3Co1/3)O2 cathode materials were fabricated by a hydroxide precursor method. Al2O3 was coated on the surface of the Li(Mn1/3Ni1/3Co1/3)O2 through a simple and effective one-step electrostatic self-assembly method. In the coating process, a NHCO3-H2CO3 buffer was formed spontaneously when CO2 was introduced into the NaAlO2 solution. Compared with bare Li(Mn1/3M1/3Co1/3)O2, the surface-modified samples exhibited better cycling performance, rate capability and rate capability retention. The Al2O3-coated Li(Mn1/3Ni1/3Co1/3)O2 electrodes delivered a discharge capacity of about 115 mAh·g?1 at 2 A·g?1, but only 84 mAh·g?1 for the bare one. The capacity retention of the Al2O3-coated Li(Mn1/3Ni1/3Co1/3)O2 was 90.7% after 50 cycles, about 30% higher than that of the pristine one. 相似文献
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Zhang Hongbo Zhang Yang Du Tingting Cheng Xu Zhao Bingbing Qiang Wenjiang 《Journal of Solid State Electrochemistry》2022,26(4):1085-1095
Journal of Solid State Electrochemistry - Ni-rich ternary cathode materials have attracted attention for their high energy density. The fast capacity attenuation is one of the main obstacles... 相似文献
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Yuan Chen Yufei Zhao Feihong Liu Mengdie Ding Juan Wang Jiuxin Jiang Pascal Boulet Marie-Christine Record 《Molecules (Basel, Switzerland)》2023,28(1)
In this study, 20Li2O-60V2O5-(20 − x)B2O3-xBi2O3 (x = 5, 7.5, 10 mol%) glass materials have been prepared by the melt-quenching method, and the structure and morphology of the glass materials have been characterized by XRD, FTIR, Raman, and FE-SEM. The results show that the disordered network of the glass is mainly composed of structural motifs, such as VO4, BO3, BiO3, and BiO6. The electrochemical properties of the glass cathode material have been investigated by the galvanostatic charge-discharge method and cyclic voltammetry, and the results show that with the increases of Bi2O3 molar content, the amount of the VO4 group increases, and the network structure of the glass becomes more stable. To further enhance the electrochemical properties, glass-ceramic materials have been obtained by heat treatment, and the effect of the heat treatment temperature on the structure and electrochemical properties of the glass has been studied. The results show that the initial discharge capacity of the glass-ceramic cathode obtained by heat treatment at 280 °C at a current density of 50 mA·g−1 is 333.4 mAh·g−1. In addition, after several cycles of charging and discharging at a high current density of 1000 mA·g−1 and then 10 cycles at 50 mA·g−1, its discharge capacity remains at approximately 300 mAh·g−1 with a capacity retention rate of approximately 90.0%. The results indicate that a proper heat treatment temperature is crucial to improving the electrochemical properties of glass materials. This study provides an approach for the development of new glass cathode materials for lithium-ion batteries. 相似文献
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通过共沉淀法制得类球形锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2,并用非水相共沉法对其进行CoAl2O4包覆得到LNCMO(x). 采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微术(SEM)和透射电子显微术(TEM)测试材料的结构和观察材料形貌. 结果表明,CoAl2O4在材料表面形成8 nm均匀包覆层,未改变主体材料的结构. 电化学性能测试表明,1%(by mass)CoAl2O4包覆量的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料(LNCMO(1))高充电电压(3.0 ~ 4.6 V,150 mA·g-1)100周期循环放电容量保持率为93.7%(无包覆LNCMO(0)保持率为74.4%);55 °C高温100周期循环容量保持率为77%(无包覆LNCMO(0)保持率17%). XRD和电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)测试表明,CoAl2O4包覆的LNCMO(x)材料可有效地减缓材料中Mn离子在电解液的溶解,提高材料结构稳定性和热稳定性. 相似文献
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本文研究了高镍NCM811材料LiNi0.83Co0.12Mn0.05O2高温45 °C循环失效机理. 通过电化学交流阻抗谱(EIS)技术分析发现45 °C循环失效前后SEI膜阻抗(RSEI)和电荷转移阻抗(Rct)增长率最快,分别达到83.43%和211.34%. 采用XPS、TEM及FFT转换、XRD、XANES等手段分别分析了RSEI和Rct增长的主要影响因素. 其中,RSEI增长因素主要包括部分有机SEI膜组分转化成碳酸锂等无机成分,同时反应生成的LiF富集在活性物质周围,SEI膜厚度增长,阻抗升高. Rct增长因素主要包括晶体结构被破坏,层状晶相结构向尖晶石和岩盐相的转化,材料开裂,使电荷转移阻抗增加. 此外,对固相传质阻抗(Rw)影响因素也进行了分析,主要包括锂镍混排加剧,过渡金属元素溶出导致锂离子固相传质阻抗上升. 相似文献