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622型三元正极材料的制备及其电化学性能

2018-09-21夏志美刘鹏程

储能科学与技术 2018年5期

夏志美,陈 浩,肖 利,刘鹏程

622型三元正极材料的制备及其电化学性能

夏志美,陈 浩,肖 利,刘鹏程

(湖南工业大学冶金与材料工程学院,湖南 株洲 412007)

将622型前驱体与0.24 Li2CO3-0.76 LiOH锂盐体系、氯化钾熔盐混合,在通空气气氛中采用熔盐法制备了622型三元电池正极材料(LNCM),采用XRD和SEM表征考察了锂源和钾盐的比例及焙烧温度和时间对LNCM晶体结构的影响,得出最佳制备条件为:锂源与钾盐1∶5,前驱体和锂源1∶1.1,焙烧温度为750 ℃,焙烧时间为15 h。将LNCM作为正极材料组装成扣式电池,对其进行了多项电化学性能指标测试,结果表明该材料在2.7~4.3 V内,0.1 C放电倍率下,具有182.5 mA·h/g首次放电容量,库仑效率为89.1%;在2.7~4.5 V,0.1 C条件下循环100圈后容量仍有183.2 mA·h/g,容量保持率为91.5%。

622型前驱体;LNCM;熔盐法;晶体结构;电化学性能

目前电池的正极材料多以LiNiO2、LiCoO2、LiMn2O4等材料组成,因这些材料的实际比容量和热稳定性都很难满足大功率动力电池的需要,人们对高容量、高电压的正极材料的寻找变得更加迫 切[1]。镍钴锰三元材料Li[NiCoMn]O2是近年来开发的一类锂离子电池正极材料,较好地结合了LiCoO2、LiNiO2和LiMnO2三种材料的优点,具有循环性能好、生产成本较低、容量较高等优势,且与钴酸锂材料的放电平台十分接近,可以应用于市场上的很多电子产品中,已经成为市场上应用最广泛的正极材料[2]。按照过渡金属离子相对含量的不同,分为111、424、523、622、811型。

镍钴锰三元正极材料的制备工艺与材料的结构、形貌和电化学性能有很大的关系,学者们研究出了多种合成方法,DENG等[3]以NaOH为沉淀剂、氨水为络合剂在0 ℃下搅拌9 h得到前驱体,然后与LiOH混合焙烧得到LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料,其首次放电容量可达到172 mA·h/g。……

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