堆垛结构富锂锰基正极材料Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2的制备和改性研究

来源 :深圳大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:longerken
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
富锂锰基正极材料xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(M=Ni,Co,Mn)(LRMO)具有理论能量密度高、充放电电势窗口宽(2.0-4.8 V)、安全性高、价格低廉等优点成为目前高能量密度动力电池用正极材料的理想选择。然而其首次不可逆容量损失大、循环稳定性差和倍率性能不佳等不足,极大地限制了其在高性能锂离子电池和固态电池等方面的应用。针对以上问题,本论文系统研究了堆垛结构富锂锰基正极材料的制备及其材料的微观结构、物相组成和电化学性能,并在此基础上研究了Li3VO4/LiVO3快离子导体异质结构表面包覆改性对富锂锰基正极材料电化学性能的影响。(1)比较了不同沉淀剂NH4HCO3、NaHCO3和Na2CO3对富锂锰基正极材料组分、晶体结构和电化学性能的影响。发现使用NH4HCO3作为沉淀剂、络合剂和pH调节剂,制备的富锂锰基正极材料存在明显的堆垛结构,NaHCO3和Na2CO3为沉淀剂制备的材料不具有堆垛结构。电化学性能比较发现,具有堆垛结构的材料在0.1 C(C=250 mAh/g)电流密度下其放电比容量为261 mAh/g,循环100圈后容量保持率为91%,非堆垛结构的材料的放电比容量为184 mAh/g,循环100圈后的容量保持率为78%,表明材料中存在的堆垛结构可以显著的提升富锂锰基正极材料的放电比容量和循环稳定性。(2)系统研究了反应pH值、NH4HCO3浓度、煅烧温度、保温时间以及煅烧气氛对富锂锰基正极材料的晶体结构、微观形貌和电化学性能的影响。发现,在最优工艺(pH=7.0,NH4HCO3浓度为1 mol/L,煅烧温度850℃,保温时间12 h,煅烧气氛干空气)条件下所制备的富锂锰基正极材料除了具有堆垛结构之外,还表现出了最优的电化学性能。其在0.5 C的电流密度下循环150圈后放电比容量依然为210 mAh/g,容量保持率为90.2%。在5 C的电流密度下,其放电比容量约为162 mAh/g,循环100圈后的放电比容量约为145 mAh/g,容量保持率为90%。(3)富锂锰基正极材料由于其固有的离子和电子电导率低的特性导致其倍率性能较差。论文在堆垛结构富锂锰基正极材料表面包覆了一层Li3VO4/LiVO3快离子导体保护层,有效的减少了电极/电解液界面处发生的副反应,并且包覆层具有较高的离子电导率有利于Li+的传输,还可以抑制Li2MnO3中O的释放,稳定材料结构,从而显著的提升了堆垛结构富锂锰基正极材料的首次库伦效率、倍率性能和循环稳定性。研究发现,LVO-2wt%的样品,其首次库伦效率、倍率性能和循环稳定性等性能指标最好,且远优于未包覆样品。在0.1 C的电流密度下,首次库伦效率由未包覆的66%提升到72.5%,在2 C电流密度下循环100圈后放电比容量为215 mAh/g,容量保持率为95%。在5C的电流密度下的放电比容量达到181 mAh/g,循环100圈后的比容量为165 mAh/g,容量保持率为91%。
其他文献
由于移动设备的便利性和移动设备持有量的爆炸式成长,用户的设备使用习惯也逐渐在改变,越来越多的人倾向于并习惯于在公共场所使用自己的智能设备查看信息或与他人交流,甚至
锂离子二次电池已经广泛应用于各种便携式电子产品,近年来,电动车、便携式移动装备和混合动力汽车的储能装置对锂离子二次电池及其电极材料提出了更高的要求。石墨材料是目前
1月9日,春节渐近,年味更浓,走进贵港桂平市大湾镇下山村村民王焕坚家,未见其人先闻腊味香。只见庭院、走廊、楼顶上,摆满竹架,一只只、一条条油光泛亮的腊鸭腊鱼,让人垂涎欲
自20世纪末以来,我们面临着巨大的能源危机和日益严重的环境污染。因而节约有限能源、治理污染是当务之急。电催化反应在能源和环境领域均有广泛的应用,尤其是一些新型的能量
风机制造行业已处于成熟阶段,竞争激烈,HDD公司和其他同行一样,面临同质化竞争和价格战。如何在激烈的竞争中找到合适的竞争战略,为自己的生存与发展带来希望,对于行业中每家
强子跃迁过程一直是研究粲夸克偶素强有力的手段。为了研究一个未知性质的粒子,常常需要在实验上测量这个粒子通过辐射出η,π~0或者两个π介子(π~+π~-/π~0π~0)衰变到低
工业过程控制回路由于控制器参数整定不当、调节阀粘滞特性以及外部周期性干扰等因素的存在而导致振荡现象的发生,这种现象会产生产品质量下降、能耗增加以及设备寿命缩短等
利用隐式反馈数据进行Top-K推荐是推荐系统领域中的一个经典问题,针对这个问题研究人员提出了很多算法。这些算法当中比较经典的是基于物品的单类协同过滤(item-based OCCF)
近年来,随着我国农村经济飞速发展,农业现代化生产发展资金短缺的问题愈发凸显。为破解农业发展贷款难的难题,国家出台一系列政策推动农村土地承包经营权抵押贷款试点,发挥农
随着深度学习方法不断地被重视,许多生活中的应用得到了革新性的改变,如物体识别技术的广泛应用。然而,深度学习方法的计算复杂度非常庞大,需要昂贵的硬件作为计算平台支持。