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富锂锰基层状正极材料的合成及其首周过充下的结构演化
被引量：
1
1
作者
骆晨旭
师晨光
+2 位作者
余志远
黄令
孙世刚
《电化学》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第1期46-54,共9页
富锂锰基层状正极材料由于具有较低的成本和超过250 mAh·g^(-1)的放电比容量,成为很有前景的正极材料之一,但是其本身存在的首周库仑效率低和电压衰减等问题限制了产业化进程。高充电电压会导致富锂材料结构不稳定从而增加电池的...
富锂锰基层状正极材料由于具有较低的成本和超过250 mAh·g^(-1)的放电比容量,成为很有前景的正极材料之一,但是其本身存在的首周库仑效率低和电压衰减等问题限制了产业化进程。高充电电压会导致富锂材料结构不稳定从而增加电池的安全隐患,因此在较高的充电电压下,材料的首周充放电结构演化有待进一步研究。本文首先通过碳酸盐共沉淀法合成前驱体,经过混锂后煅烧制备富锂锰基层状正极材料(Li_(1.13)Ni_(0.18)Co_(0.09)Mn_(0.56O2)),并研究不同充电截止电压对其首周库仑效率和循环性能的影响。研究表明,高充电电压会带来容量增加,但其首周库仑效率将大幅降低。循环伏安表征发现,充电截止电压为5.0 V时,部分体相的晶格氧会发生可逆的氧化反应,这将有利于容量的提升。TEM、XRD和SEM表征结果显示,在首周充电后电极材料不仅发生了深入到体相的结构变化,同时出现了大片的层错和尖晶石相MnO_(x)和NiO_(x)等不可逆相变,还会与电解液发生反应,材料结构无法保持稳定。结合Mapping和XPS表征结果显示,充电电压较高时会有更多的体相晶格氧参与氧化还原反应,这将使更多具有强氧化性的过氧和超氧离子与电解液发生副反应,并伴随过渡金属的溶出,加速材料的结构坍塌,最终不利于电池的长循环性能。
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关键词
锂离子电池
富锂锰基正极材料
首周库仑效率
过充
阴离子氧化还原
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职称材料
题名
富锂锰基层状正极材料的合成及其首周过充下的结构演化
被引量：
1
1
作者
骆晨旭
师晨光
余志远
黄令
孙世刚
机构
厦门大学化学化工学院
出处
《电化学》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第1期46-54,共9页
基金
国家自然科学基金项目(编号22172133,编号21673194)资助。
文摘
富锂锰基层状正极材料由于具有较低的成本和超过250 mAh·g^(-1)的放电比容量,成为很有前景的正极材料之一,但是其本身存在的首周库仑效率低和电压衰减等问题限制了产业化进程。高充电电压会导致富锂材料结构不稳定从而增加电池的安全隐患,因此在较高的充电电压下,材料的首周充放电结构演化有待进一步研究。本文首先通过碳酸盐共沉淀法合成前驱体,经过混锂后煅烧制备富锂锰基层状正极材料(Li_(1.13)Ni_(0.18)Co_(0.09)Mn_(0.56O2)),并研究不同充电截止电压对其首周库仑效率和循环性能的影响。研究表明,高充电电压会带来容量增加,但其首周库仑效率将大幅降低。循环伏安表征发现,充电截止电压为5.0 V时,部分体相的晶格氧会发生可逆的氧化反应,这将有利于容量的提升。TEM、XRD和SEM表征结果显示,在首周充电后电极材料不仅发生了深入到体相的结构变化,同时出现了大片的层错和尖晶石相MnO_(x)和NiO_(x)等不可逆相变,还会与电解液发生反应,材料结构无法保持稳定。结合Mapping和XPS表征结果显示,充电电压较高时会有更多的体相晶格氧参与氧化还原反应,这将使更多具有强氧化性的过氧和超氧离子与电解液发生副反应,并伴随过渡金属的溶出,加速材料的结构坍塌,最终不利于电池的长循环性能。
关键词
锂离子电池
富锂锰基正极材料
首周库仑效率
过充
阴离子氧化还原
Keywords
lithium-ion batteries
lithium-rich manganese-based cathode material
initial coulombic efficiency
high-voltage
anion redox
分类号
TM912 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
作者
出处
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被引量
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1
富锂锰基层状正极材料的合成及其首周过充下的结构演化
骆晨旭
师晨光
余志远
黄令
孙世刚
《电化学》
CAS
CSCD
北大核心
2022
1
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