锂离子电池正极材料0.5Li2MnO3·0.5LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的制备和表面包覆研究

来源 :贵州师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ARMYUN1981
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富锂锰基正极材料以其高容量、低成本、对环境友好和安全性好等优点,被认为是最具潜力的锂离子电池正极材料。但材料本身也有一些缺陷,如首次不可逆容量损失较大、倍率性能较差等。因此,本文通过优化富锂锰基正极材料0.5Li2MnO3·0.5LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的制备工艺条件,采用表面包覆的方法提高材料的电化学性能。1.采用共沉淀法、喷雾干燥辅助共沉淀法和微波辅助共沉淀法合成富锂锰基正极材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和充放电测试等手段,对正极材料的合成条件进行优化。结果表明:900℃烧结10h,配锂量过量7%的条件下合成的正极材料具有良好的晶体结构和优越的电化学性能。在20 mA/g充放电时,首次放电比容量高达270.1 mAh/g(2.0-4.8V),充放电效率为69.8%,100圈循环后的放电比容量为212.6 mAh/g,具有较好的容量保持率。2.采用共沉淀法对自制0.5Li2MnO3·0.5LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2富锂材料进行Y2O3包覆,采用XRD、SEM、电化学交流阻抗和恒流充放电测试等手段,对包覆前后的正极材料进行了结构表征与电化学性能测试。结果表明,Y2O3并没有改变材料的晶体结构,只存在于正极材料的表面。其中包覆量为1wt%的材料在放电比容量和循环性能等方面均有明显的提高。测试表明:工作电流为200 mA/g,包覆量为1wt%的正极材料在循环100圈后,放电比容量为200.9 mAh/g,而未包覆的材料仅为82.3 mAh/g。同时电化学阻抗研究显示:包覆后正极材料的阻抗减少,电子电导率提高,从而电化学性能得到提高。
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