高镍LiNi 0.9 Co 0.05 Mn 0.05 O 2 正极材料的形貌调控及电化学性能研究
发布时间：2021-11-04 03:01
研究氢氧化物共沉淀反应的氨浓度对Ni0.9Co0.05Mn0.05（OH）2前驱体及正极材料的影响。结果表明,高氨浓度下制备的前驱体H-NCM具有更大的一次晶粒和二次颗粒粒径,且一次晶粒有序定向生长形成高暴露{010}晶面。其正极材料H-LNCM的{010}活性晶面增大、锂镍混排降低以及锂离子扩散系数提高,从而产生优异的电化学性能。在2.7～4.3 V电压区间,0.1 C倍率下放电比容量为218.31 mAh·g-1,5 C倍率下的放电容量为152.24 mAh·g-1,1 C倍率下循环100次的容量保持率为76.05%,均优于L-LNCM材料。
【文章来源】：广州化工. 2020,48(22)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
L-NCM (a, c)和H-NCM (b, d)前驱体的SEM图
图1 L-NCM (a, c)和H-NCM (b, d)前驱体的SEM图为了观察H-NCM前驱体的截面形貌,将其进行FIB测试,其SEM如图2所示。从图2可以看出,H-NCM前驱体的内部存在孔和空隙,这可能是反应初期共沉淀体系中氨的浓度较低,其一次晶粒纳米片无序堆积而成。而在颗粒的内中部到表面,前驱体呈现一次晶粒纳米片径向有序排列,其长度在800 nm以上。研究表明[11],有序排列的径向结构对正极材料的电化学性能有所提高,缓解材料在充放电过程中所产生的体积应变,并且{010}晶面是活性晶面,加快锂离子的传输。
2.2 正极材料的物性分析观图3可知,两个材料的XRD衍射图谱均可被索引为具有α-NaFeO2六方层状结构, R 3 ˉ m 空间群,并且未检测出杂相。两个材料的特征峰清晰尖锐,且006/102和108/110峰分裂明显,表明材料的结晶性好,且具有高度有序层状结构[12]。表1为两个样品的XRD精修结果,其Rwp和Rp值均小于5%,说明精修数据可靠。从表1可知,H-LNCM样品具有更大的c值,这与其暴露{010}晶面有关,表明具有更宽的锂离子扩散通道[13]。此外,两个样品的I(003)/I(104)的值均大于1.2,说明材料的Li+/Ni2+混排度较低[14]。其中H-LNCM具有最大的I(003)/I(104)值为1.755,表明该样品的阳离子混排更低,期望具有更优异的电化学性能。
本文编号：3474865
【文章来源】：广州化工. 2020,48(22)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
L-NCM (a, c)和H-NCM (b, d)前驱体的SEM图
图1 L-NCM (a, c)和H-NCM (b, d)前驱体的SEM图为了观察H-NCM前驱体的截面形貌,将其进行FIB测试,其SEM如图2所示。从图2可以看出,H-NCM前驱体的内部存在孔和空隙,这可能是反应初期共沉淀体系中氨的浓度较低,其一次晶粒纳米片无序堆积而成。而在颗粒的内中部到表面,前驱体呈现一次晶粒纳米片径向有序排列,其长度在800 nm以上。研究表明[11],有序排列的径向结构对正极材料的电化学性能有所提高,缓解材料在充放电过程中所产生的体积应变,并且{010}晶面是活性晶面,加快锂离子的传输。
2.2 正极材料的物性分析观图3可知,两个材料的XRD衍射图谱均可被索引为具有α-NaFeO2六方层状结构, R 3 ˉ m 空间群,并且未检测出杂相。两个材料的特征峰清晰尖锐,且006/102和108/110峰分裂明显,表明材料的结晶性好,且具有高度有序层状结构[12]。表1为两个样品的XRD精修结果,其Rwp和Rp值均小于5%,说明精修数据可靠。从表1可知,H-LNCM样品具有更大的c值,这与其暴露{010}晶面有关,表明具有更宽的锂离子扩散通道[13]。此外,两个样品的I(003)/I(104)的值均大于1.2,说明材料的Li+/Ni2+混排度较低[14]。其中H-LNCM具有最大的I(003)/I(104)值为1.755,表明该样品的阳离子混排更低,期望具有更优异的电化学性能。
本文编号：3474865
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