10.19799/j.cnki.2095-4239.2022.0632
镁掺杂协同氧化铝包覆优化锂离子电池高镍正极材料
锂离子电池高镍LiNixCoyMn1-x-yO2(NCM,x≥0.6)正极材料因具有较高的能量密度和低成本等优势在电池领域备受关注,然而随着镍含量的升高,材料锂镍混排严重且热稳定性下降,导致高镍三元材料的循环稳定性和安全性恶化.本研究针对高镍三元材料阳离子无序排列严重和循环稳定性差的问题,通过共沉淀法在前驱体合成过程中将Mg掺杂进入晶体,得到LiNi0.8Co0.1Mn0.09Mg0.01O2(Mg1.0)活性材料,进一步利用液相法在材料表面包覆Al2O3,成功制备Al2O3涂覆的LiNi0.8Co0.1Mn0.09Mg0.01O2复合材料(Mg1.O@Al).X射线衍射(XRD)结果表明,Mg掺杂能够有效扩大材料层间距,抑制阳离子混排;扫描电子显微镜(SEM)结合透射电子显微镜(TEM)结果表明,改性未对NCM811材料整体形貌造成影响,同时能够明显地观察到通过液相法在材料表面包覆的Al2O3涂层.电化学测试结果表明,镁铝协同改性可以稳定NCM811材料结构,减少阴极的界面极化,遏制材料与电解液发生副反应,使得材料表现出优越的电化学性能.Mg1.0@Al在1 C循环100次后表现出稳定的放电电压(AV=5.2 mV)、较低的电荷转移阻抗(Rct=51.66Ω)和卓越的锂离子扩散系数(Dli=4.05×10-14 cm2/s).同时,Mg1.0@Al材料在2.8～4.3 V电压范围下,展现出卓越的循环性能和倍率性能:1 C下循环100次和400次后仍有188.58 mAh/g和147.47 mAh/g的放电比容量,容量保持率分别为95.18％和74.54％;5 C大倍率电流下,放电比容量高达146.3 mAh/g.
锂离子电池、共沉淀、掺杂包覆、镁铝协同作用、阳离子混排、高镍正极材料
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TM911.11
兴辽英才青年拔尖项目;中央高校基本科研业务费项目;中央高校基本科研业务费项目;东北大学博士后基金项目
2023-04-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
共10页
339-348
