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FETI-014

时间:2020-05-26 00:51  编辑:麻城市岐亭镇兴隆寺小学

FETI-014

第25卷第7期 中国有色金属学报 2015年7月 V olume 25 Number 7 The Chinese Journal of Nonferrous Metals July 2015 文章编号:1004-0609(2015)-07-1911-09

锂离子导体包覆镍锰酸锂正极材料的

制备及其电化学性能

熊利芝,刘文萍,吴玉先,何则强

(吉首大学 生物资源与环境科学学院,吉首 416000)

摘 要:采用原位包覆法制备表面包覆Li 1.3Al 0.3Ti 1.7(PO 4)3(LATP)的LiNi 0.5Mn 1.5O 4(LNMO),即[email protected]

极材料。采用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及电化学测试等手段对其物相结构、表面形貌

及电化学性能进行研究。结果表明:LATP 以无定型态紧密包覆于LiNi 0.5Mn 1.5O 4的表面,包覆层厚度约为5 nm 。

由于LATP 包覆层具有保护电极材料表面和提高锂离子导电的双重作用,减少了电极过程的副反应,降低了电化

学极化,提供了更多的锂离子扩散通道,导致[email protected] 具有比LNMO 更稳定的循环性能和更好的倍率性能,

特别是在高温的情况下。室温下在0.2C 放电时,[email protected] 和LNMO 的首次放电容量分别为141.5和142.6

mA∙h/g ,经80次循环后,二者放电容量保持率分别达到99.2%和98.0%;而在10.0C 放电时,[email protected] 和LNMO

的首次放电容量分别为93.5和70.6 mA∙h/g ,经80次循环后,二者放电容量保持率分别达到66.1%和49.5%。当

循环温度提高到55 ℃时,[email protected] LATP 和LNMO 在0.2C 循环80次后的放电容量保持率分别为95.5%和79.2%;

而在10.0C 放电循环80次后,放电容量保持率分别为88.0%和51.0%。

关键词:LiNi 0.5Mn 1.5O 4;Li 1.3Al 0.3Ti 1.7(PO 4)3;高电压正极;表面包覆;电化学性能

中图分类号:TM 912.9 文献标志码:A

Preparation and electrochemical properties of

lithium nickel manganese oxide cathode materials coating with

lithium ion conductor

XIONG Li-zhi, LIU Wen-ping, WU Yu-xian, HE Ze-qiang

(College of Biology and Environmental Science, Jishou University, Jishou 416000, China)

Abstract: LiNi 0.5Mn 1.5O 4 (LNMO) cathode materials coated with lithium ion conductor Li 1.3Al 0.3Ti 1.7(PO 4)3 (LATP),

namely [email protected] cathode, was prepared by in situ coating method. X-ray diffraction(XRD),scanning electron

microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and electrochemical measurements were used to evaluate

the properties of the cathodes. The results show that the coating of LATP does not change the structure of LNMO, and the

LATP is attached tightly on the surface of LNMO in amorphous form. The coating layer of LATP is about 5 nm. Due to

the dual roles of protecting the surface of LNMO and improving of lithium ion conductivity of LATP, [email protected]

cathode can reduce the side reaction between the electrolyte and LNMO, decrease the electrochemical polarization and

provide more lithium ion diffusion channels in cycling, which leads to that [email protected] cathode exhibits more

enhanced cycling performance and better rate capability than the uncoated LNMO, especially at high temperature. The

initial discharge capacities of [email protected] and LNMO are 141.5 and 142.6 mA∙h/g, respectively, 99.2% and 98.0% of

their initial discharge capacity can be kept up after cycling at 0.2C for 80 times at room temperature. Under the discharge

基金项目:国家自然科学基金资助项目(51364009,51262008,51472107);湖南省自然科学基金资助项目(12JJ2005);湖南省科技计划重点项目

(2012GK2017);湖南省重点学科建设项目(JSU0713);湖南省高校科技创新团队支持计划“环境能源材料与武陵山区矿产资源精深加

工”项目

收稿日期:2014-09-22;修订日期:2015-04-22

通信作者:何则强,教授,博士;电话:137********;E-mail :

[email protected]

。

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