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文檔簡介
1、本文選擇FePO4和TiO2兩種物質對層狀正極材料LiNixCo1-xO2進行表面包覆改性,并研究了表面化學鍍鎳處理LiNixCo1-xO2正極材料的性能。分別采用X-射線衍射、掃描電子顯微鏡、充放電性能測試、電化學阻抗譜和循環(huán)伏安等測試分析方法,對包覆前后材料的結構、表面形貌及其循環(huán)穩(wěn)定性和電化學綜合性能進行了研究。實驗結果表明,表面包覆修飾是改善鋰離子電池層狀正極材料循環(huán)穩(wěn)定性能及其電化學綜合性能的一種有效方法。
選用
2、共沉淀法合成了LiNixCo1-xO2層狀正極材料,研究表明其具有與LiCoO2相同的α-NaFeO2型層狀結構,并且發(fā)現(xiàn)在摻雜Ni后材料LiNixCo1-xO2的電化學阻抗有所減小,使得其放電比容量顯著增大,同時材料的循環(huán)性能也得到了提高。當取x=0.3時,所得產(chǎn)物LiNi0.3Co0.7O2的綜合性能較佳,其首次放電比容量為131.531mAh·g-1,經(jīng)過30次循環(huán)后放電比容量變?yōu)?05.058mAh·g-1,容量保持率為79.8
3、7%。
用沉淀法在層狀的LiNi0.3Co0.7O2材料表面包覆一層FePO4,其表面包覆層均勻致密,包覆后未改變LiNi0.3Co0.7O2的α-NaFeO2型層狀結構。由于包覆層增大了電化學反應阻抗,使材料的放電比容量比未包覆前有所降低,但包覆有效的改善了材料的循環(huán)性能,提高了其容量保持率。當FePO4包覆量比例為1.0%時,其綜合性能較好,首次放電比容量為127.925mAh·g-1,經(jīng)過30次循環(huán)后容量保持率為90
4、.52%,與未包覆前相比,循環(huán)性能得到顯著提高。
以鈦酸四丁酯為原料合成了TiO2包覆LiNi0.3Co0.7O2的正極材料,結果表明,包覆后未改變LiNi0.3Co0.7O2的α-NaFeO2型層狀結構,且材料的表面包覆層均勻致密,顆粒粒徑大小均一。由于TiO2包覆層在某種程度上阻礙了鋰離子和電子在界面層間的轉移,增大了電化學反應阻抗,使得包覆后材料的放電比容量有所降低,但包覆有效的改善了材料的循環(huán)性能,提高了其容量保持
5、率。當TiO2包覆比例為1.5%時,首次放電比容量為122.387mAh·g-1,經(jīng)過30次循環(huán)后容量保持率達到91.03%,其綜合性能較好。
此外,采用表面化學鍍鎳處理LiNi0.3Co0.7O2正極材料,通過實驗研究發(fā)現(xiàn)表面Ni層的存在有效地抑制了正極材料與電解液的相互作用,減少了材料表面層狀結構的破壞。化學鍍鎳后其首次放電比容量為125.516mAh·g-1,經(jīng)過30次循環(huán)后放電比容量為114.659mAh·g-1,
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