陈 宇,庞国耀,李建玲

(北京科技大学冶金与生态工程学院,北京 100083)

α-LiAlO2包覆Li[Li0.2Mn0.54Co0.13Ni0.13]O2的性能

陈 宇,庞国耀,李建玲

(北京科技大学冶金与生态工程学院,北京 100083)

用共沉淀法制备了固溶体正极材料Li[Li0.2Mn0.54Co0.13Ni0.13]O2,并用偏铝酸锂(α-LiAlO2)进行包覆改性。XRD和场发射扫描电子显微镜(FESEM)测试表明:包覆前后的材料均属于α-NaFeO2六方层状结构,R3m空间群;包覆后的样品颗粒表面形成了一层不均匀絮状包覆物α-LiAlO2。包覆量为3%的样品性能较好:以低电流(0.05C)在2.0～4.8 V循环,首次放电比容量达273.0 mAh/g;当电流提高到1.00C时,放电比容量为173.2 mAh/g。倍率性能的提高,得益于包覆样品具有的较低的界面电阻与反应电阻,电化学阻抗谱(EIS)测试结果证明了这一点。

正极材料; 包覆; 性能; 偏铝酸锂(α-LiAlO2)

Li2MnO3-LiMO2层状固溶体系正极材料的成本与LiMn2O4接近,结构比LiMn2O4稳定,且有更高的充放电比容量;还可在高放电比容量的前提下,提供很高的开路电压,如在开路电压为4.8 V时,放电比容量可高于220 mAh/g,放电性能稳定,如以12.5 mA/g的电流在 2.0～4.8 V充放电,第50次循环的放电比容量仍有200 mAh/g[1]。

该体系材料的倍率性能不理想,为此,本文作者用层状结构的偏铝酸锂(α-LiAlO2)对 Li[Li0.2Mn0.54Co0.13Ni0.13]O2固溶体正极材料进行包覆改性,并对改性后样品的结构、形貌和电化学性能进行分析。

1 实验

1.1 固溶体材料的共沉淀法制备及包覆

按n(Ni)∶n(Co)∶n(Mn)=13∶13∶54 将 NiSO4(北京产,AR)、CoSO4(北京产,AR)和MnSO4(北京产,AR)配成总金属离子浓度为1 mol/L的混合溶液,与2 mol/L KOH(北京产,AR)溶液同时滴入反应釜中,用NH4OH(北京产,AR)将pH值调到11～12;待反应完全后,将沉淀过滤,用去离子水洗涤,至滤液滴加BaCl2(北京产,AR)溶液时无白色沉淀,在 100℃下,真空(真空度为-0.1 MPa,下同)干燥12 h。……