固相法制备快充高电压LiCoO2
2016-12-29唐朝辉朱贤徐
熊 学,唐朝辉,朱贤徐,涂 文
(湖南有色金属研究院,湖南 长沙 410015)
固相法制备快充高电压LiCoO2
熊 学,唐朝辉,朱贤徐,涂 文
(湖南有色金属研究院,湖南 长沙 410015)
用低温固相法合成层状钴酸锂(LiCoO2),研究复合改性材料在4.45 V高电压下快速充电的循环性能,用感应耦合等离子体(ICP)、XRD、SEM、粒度和比表面积分析及充放电测试,对材料进行分析。相对常规高电压LiCoO2,在900 ℃下保温12 h合成的复合改性LiCoO2粒径更小,仅为9.169 μm,呈团聚态。在3.00~4.45 V循环,该材料的0.2C比容量为180.6 mAh/g;以1.0C充放电和3.0C充电、1.0C放电,循环300次的容量保持率分别为94.2%和91.7%。
正极材料; 钴酸锂(LiCoO2); 快充电; 高电压; 复合改性
目前手机应用的主流快充技术有高通Quick Charge 3.0、联发科Pump Express和OPPO VOOC闪充,其中高通和联发科采用高电压充电,VOOC采用大电流充电,充电集成电路板(charge IC)技术是核心,材料领域并未涉及,且在高电压和大电流条件下,必将影响电池的寿命。
在理想状态下,只要正、负极材料的化学结构不发生变化,电池充放电的可逆性好,循环性能就得到保障。快速充电主要是保证Li+从正极快速迁出并快速嵌入负极,不造成Li+的沉积。事实上,当充电电流增大时,负极表面的固体电解质相界面(SEI)膜会有一定的破裂,电极材料和电解液将发生副反应[1],另外,提高充电电压,导致温度升高,也会加速此种副反应,导致可逆性降低,电池容量不断降低[2]。
掺杂有助于稳定晶体的结构,增加氧空穴,并提高导电性能[3];包覆有助于减少材料与电解液的副反应[4]。要提高材料的倍率性能,必须提高Li+的扩散速率,降低Li+的迁移阻抗,其中,Li+在电极内部的扩散是影响材料倍率性能的重要因素。……
