单晶LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料的制备及其电化学性能研究

来源 :天津理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wei145000
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
作为高容量的层状正极材料,Li Ni0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)已成为高能量锂离子电池的候选材料之一。相比于颗粒团聚型多晶材料因各向异性的体积变化引发的结构衰减问题,将NCM811做成单晶型颗粒能有效提高材料的结构强度和稳定性。因此,本论文在共沉淀法和固相法结合的基础上,通过调控首次配锂量,研究采用不同路线制备单晶型NCM811的方法,具体研究结果如下。1.首次配锂量小于化学计量比(Li/TM<1.0)时,通过相转变法制备单晶型NCM811。研究表明,高镍材料在高温烧结过程中,处于贫锂状态时会优先发生阳离子的无序混排,并不会发生有序的相转变。首次配锂量小于化学计量比时,高温烧结后生成的中间产物均是以岩盐相为主的无序相(岩盐/尖晶石相或岩盐/尖晶石/层状相的混合相)。按化学计量比再次补锂焙烧后,最终产物为层状特征不显著的层状相或混合相。且即使在1000℃的高温条件下,中间产物和最终产物都依旧是团聚型颗粒。实验初步证明贫锂烧结不利于单晶型NCM811的形成。2.配锂量等于化学计量比(Li/TM=1.0)时,采用升高温度(≥900℃)促进晶体生长的方式合成单晶型NCM811。研究表明,煅烧温度越高,单晶颗粒的生成时间越短,且层状结构的有序性越高。960℃下煅烧1h获得的单晶NCM811样品结构最为稳定,Li/Ni混排程度最小(2.41%)。电化学性能测试表明,该单晶样品(960℃/1h)循环稳定性最好,0.5C下放电比容量为155.0 m Ah g-1,循环300周后容量保持率为74.4%,但与团聚型多晶NCM811样品相比(181.9 m Ah g-1,81.4%),仍有较大差距。表明这种升高温度生成单晶的方式并不适合高性能单晶型NCM811的制备。3.配锂量高于化学计量比(Li/TM>1.0)时,通过熔融盐法合成单晶型NCM811。研究表明,以Li OH·H2O和Li2SO4混合物作为熔融盐能成功合成出粒度分布集中,形貌规则一致的单晶NCM811材料。其中,860℃下合成的1.6μm大小的单晶NCM811材料1C循环700周后,其容量保持率为62.5%,高于团聚型多晶材料(47.9%);其热分解温度(240.5℃)也高于团聚型多晶NCM811正极材料(221.1℃)。这表明配锂量高于化学计量比时,采用熔融盐法所制备的单晶型NCM811具有比团聚型多晶NCM811材料更优异的热稳定性和电化学性能。
其他文献
当代中国文化精神是在当代中国文化建设发展过程中,以马克思主义为指导,以中国特色社会主义先进文化为基调,在继承和发扬中华优秀传统文化和革命文化精粹基础上而形成的一种
构建和制造高功率和高能量密度、长寿命、绿色无污染的新型电化学能源系统对现代社会的发展具有重要意义。传统的储能设备主要包括电池和超级电容器,但是它们各自的缺陷限制了其进一步发展,例如电池的功率密度低和循环稳定性差,超级电容器的能量密度低。超级电容器-电池型混合超级电容器(SBHSC)是一种典型的由高倍率电容型电极和大容量电池型电极构成的储能器件,由于兼具电池和超级电容器的优点而受到广泛关注。水系锌离
随着现代医疗技术的发展,超声成像(US)、计算机X射线断层扫描(CT)、核磁共振成像(MRI)、X射线等影像学技术,成为当前医学影像诊断中最常用的手段。这些诊断手段具有不同的原
二十一世纪正是能源紧缺及环境污染严重的时代,所以提高能源利用率,降低由于不合理的机械设计而造成的能源浪费显得尤为迫切。搅拌机械广泛运用于工业工程领域,设计出高效能
我国正处于城市化快速发展中,其中大中城市主要分布在沿海地带及河流、湖泊的附近地区,地基土层以沉积的软土为主。这类软土抗剪强度低,透水性低,含水量高,孔隙比高,灵敏度高
随着我国养猪业规模化程度不断提高,利用信息技术来提升猪的养殖效率和健康管理水平已成为养猪业发展的必然趋势。计算机视觉技术作为一种能提升养殖业信息化水平的重要手段,
战略是企业在管理过程中必不可少的重要环节,它决定着一个企业的发展方向。企业战略是设立远景目标,并对实现目标的轨迹进行总体性、指导性的谋划,企业战略是指企业根据环境
伴随着城市化进程的不断加快,城市的规模也在随之不断扩大,那么人群的大规模聚集逐渐成为当代社会发展的一种普遍现象。人群聚集地一旦发生紧急情况,再加上断电、粉尘等意外
林子宗群火山岩是冈底斯岩浆岩岩带的重要组成部分,是印度-欧亚板块碰撞过程中岩浆作用的产物,记录了特提斯洋俯冲结束到印度-欧亚板块碰撞的信息。研究区位于冈底斯西段的措
开源软件在这些年快速发展,常见的开源软件库通常有数十万开源软件项目。软件工程师通常要搜索开源软件库以获得解决方案或者可重用的部件。为了便于开源软件的检索,目前多数