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ZrO2包覆高镍LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料提高其循环稳定性的作用机理

         

摘要

高镍三元材料作为一种锂离子电池正极材料,因其较高的放电比容量而得到科学界和工业界的广泛关注.研究表明,高镍三元材料的比容量与材料中的Ni含量呈正相关,但Ni含量的增加也会加剧循环过程中的界面副反应,材料表面释氧以及结构转变等问题.本文采用ZrO2包覆LiNia8Co0.1Mn0.1O2材料,利用X射线衍射证明,在高温处理下ZrO2包覆物中的Zr4+会掺杂进LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2材料表面晶格中,使得X射线衍射谱中的(OO3)衍射峰左移.电化学测试证明在4.3和4.5 V的截止电压下,改性最优的材料在1C循环100周后容量保持率分别从84.89%和75.60%提高到97.61%和81.37%,同时发现循环稳定性的提升主要来自材料表面的Zr4+掺杂.X射线光电子能谱证明Zr4+表层掺杂后材料的Ni化合价由Ni3+向Ni2+转变,透射电子显微镜观察到ZH+的表层掺杂使得材料表面的层状结构发生重构,从而稳定了材料体相结构,提高了材料整体的循环稳定性.

著录项

  • 来源
    《物理化学学报》 |2021年第3期|104-111|共8页
  • 作者单位

    北京理工大学材料学院 环境科学与工程北京市重点实验室 北京100081;

    北京理工大学重庆创新中心 重庆401120;

    北京理工大学材料学院 环境科学与工程北京市重点实验室 北京100081;

    北京理工大学重庆创新中心 重庆401120;

    北京理工大学材料学院 环境科学与工程北京市重点实验室 北京100081;

    北京理工大学重庆创新中心 重庆401120;

    北京理工大学材料学院 环境科学与工程北京市重点实验室 北京100081;

    北京理工大学材料学院 环境科学与工程北京市重点实验室 北京100081;

    北京理工大学重庆创新中心 重庆401120;

    北京理工大学材料学院 环境科学与工程北京市重点实验室 北京100081;

    北京理工大学材料学院 环境科学与工程北京市重点实验室 北京100081;

    北京理工大学重庆创新中心 重庆401120;

  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 chi
  • 中图分类 电化学、电解、磁化学;
  • 关键词

    锂离子电池; LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2; 正极材料; ZrO2包覆; Zr4+掺杂; 表层结构重构;

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