燃烧法合成LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2正极材料的石墨烯改性研究
2018-04-04邵宗普王霄鹏刘亚飞陈彦彬
邵宗普,王霄鹏,2,刘亚飞,2,陈彦彬,2
(1.北京矿冶研究总院,北京 100044;2.北京当升材料科技股份有限公司,北京 100044)
随着3C产品、电动汽车以及能源储存等产业的迅速发展,锂离子电池作为最重要的储能器件得到了广大研究者和产业界的密切关注,开发高性能的正极材料成为锂离子电池的研究热点[1]。三元正极材料LiNi1-x-yCoxMnyO2具有比容量高、循环性能好、安全性能好、价格低廉等优点,成为当今最有前景的锂电正极材料之一[2]。目前其合成方法主要有共沉淀法[3]、溶胶凝胶法[4]、固相法[5]和水热法[6]等,但存在工艺复杂、合成温度高、制备周期长等问题。
燃烧法制备粉体具有过程简单、样品纯度高、制备周期短和节能等优点,已用于合成多种体系氧化物[7]。近年来一些研究者尝试通过燃烧法制备锂离子电池正极材料,由于该方法制备的前驱体具有疏松多孔的结构,防止了高温烧制阶段的晶粒生长,使产物材料也保持了小晶粒和疏松多孔的特点,有利于锂离子的转移和输运,因而具有良好的电化学性能[8]。李相良等采用燃烧法制备出LiNi0.5Mn0.5O2材料,首次放电比容量达181.7mA·h·g-1,循环20周后容量保持率仅为83.5 %,循环性能较差[9]。乔亚飞等通过燃烧法制备出LiMnxNixCo1-2xO2( x = 0.25,0.33,,0.40,0.45)等系列材料,循环40周后的容量保持率分别为87.7%,88.0%,90.9%和87.7%,循环保持率同样不理想[10]。
石墨烯由于具有高比表面和良好的电导率,经常被用于电极和电极材料的改性[11]。邓凌峰等以石墨烯作为正极活性物质的导电剂,发现石墨烯能有效增强LiCoO2间的导电接触界面,从而有效提高导电性,减少电池内阻,提高材料的循环性能[12]。……
