氟化物包覆Li[Li(1-2x)-3NixMn(2-x)-3]O2正極材料的制備與電化學(xué)性能研究.pdf

1、高能量、高功率是鋰離子電池的發(fā)展趨勢(shì)。為此，發(fā)展具有高容量、高倍率性能的電極材料至關(guān)重要，尤其是正極材料。與現(xiàn)有商業(yè)化的正極材料相比，富鋰層狀氧化物L(fēng)i[Li(1-2x)/3NixMn(2-x)/3]O2具有明顯的高容量優(yōu)勢(shì)，展現(xiàn)出了良好的應(yīng)用潛力。然而，富鋰層狀氧化物正極材料目前仍然存在首周庫侖效率低、倍率性能差、電化學(xué)機(jī)制不甚明確等問題。因此，針對(duì)富鋰層狀氧化物的制備改良與性能改善研究具有重要的理論價(jià)值和實(shí)際意義。
　　 本

2、論文采用草酸鹽共沉淀法和水熱法聯(lián)合制備Li(Li0.17Ni0.25Mn0.58)O2，并通過化學(xué)沉積法實(shí)現(xiàn)A1F3包覆。采用X-射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)和X-射線能譜分析(EDS)等分析方法表征材料的結(jié)構(gòu)，觀察其形貌。研究結(jié)果表明，所制材料具有典型的層狀結(jié)構(gòu)，顆粒尺寸在100～200 nm范圍，5～7 nm厚度的A1F3層包覆在Li(Li0.17Ni0.25Mn0.58)O2晶粒表面。電化

3、學(xué)恒流充放電測試表明，A1F3包覆Li(Li0.17Ni0.25Mn0.58)O2電極的比容量-尤其是倍率比容量明顯提高。在60 mA·g-1電流密度下包覆材料的放電容量可達(dá)250 mAh·g-1以上，首周庫侖效率從未包覆材料的76.4％提高到90.4％。在1500 mA·g-1電流密度下，循環(huán)200周后，其比容量仍保持在104 mAh·g-1以上。電化學(xué)阻抗譜(EIS)分析結(jié)果表明，A1F3的包覆不但能夠使富鋰層狀氧化物保持更多的脫/

4、嵌鋰活性位，而且能夠預(yù)活化富鋰材料表面，降低初始的擴(kuò)散阻抗，實(shí)現(xiàn)倍率性能的提高。
　　 通過與A1F3包覆類似方法，采用稀土金屬氟化物YF3包覆Li(Li0.22Ni0.17Mn0.61)O2。電化學(xué)恒流充放電測試表明，YF3包覆Li(Li0.22Ni0.17Mn0.61)O2電極的比容量，尤其倍率比容量明顯提高。在60 mA·g-1電流密度下，包覆電極材料經(jīng)30周循環(huán)后，其比容量保持在220 mAh·g-1以上，在1500 m