热加工工艺

北大核心,JST,WJCI,卓越期刊,

国内刊号:61-1133/TG

国际刊号:1001-3814

热加工工艺杂志2023年第24期:超高镍三元正极材料LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2的制备及改性研究

发布日期:

作者:宋慧娟, 张龙华, 李西安,

关键词:锂离子电池, LiNi<sub>0.9</sub>Co<sub>0.05</sub>Mn<sub>0.05</sub>O<sub>2</sub>正极材料, 单晶结构, Zr掺杂,

采用简易的共沉淀及随后的高温固相烧结法成功合成出了不同Zr掺杂量的NCM90 (LiNixCoyMn1-x-yO2,x≥0.9)单晶正极材料。研究结果表明,掺入晶体结构中具有电化学惰性的Zr同时进入锂层及过渡金属层。一方面,进入到锂层的Zr有效地拓宽了层间距,加速循环过程中锂离子的扩散;另一方面,进入过渡金属层的Zr通过与晶格氧的键合作用,形成具有较高键能的Zr-O键,有效稳定材料晶体结构。与所预期一致,改性材料展现出了较为优越的循环稳定性,其中掺杂0.5% Zr得到的LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2-0.5% Zr(NCM90-Zr2)电化学性能最优。NCM90-Zr2在2.95~4.30 V电压范围内、1C倍率下循环200周后,容量保持率为74.1%;进一步提升截止电压至4.50V,材料释放出215.5 mAh&#183;g-1的初始放电比容量,循环100周后,仍保持初始容量的86.9%,表现出优异的高压稳定性。本研究为后续锂离子电池高电压正极材料的发展提供了一定的借鉴。

来源:2023年第24期

《热加工工艺》期刊编辑部

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