|本期目录/Table of Contents|

[1]兰超波,张骞,邱世涛,等.LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料的高电压研究[J].有色金属科学与工程,2019,(04):72-77.[doi:10.13264/j.cnki.ysjskx.2019.04.012]
 LAN Chaobo,ZHANG Qian,QIU Shitao,et al.Study on high-voltage cathode material LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2[J].,2019,(04):72-77.[doi:10.13264/j.cnki.ysjskx.2019.04.012]
点击复制

LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料的高电压研究(/HTML)
分享到:

《有色金属科学与工程》[ISSN:1674-9669/CN:36-1311/TF]

卷:
期数:
2019年04期
页码:
72-77
栏目:
出版日期:
2019-07-20

文章信息/Info

Title:
Study on high-voltage cathode material LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2
文章编号:
1674-9669(2019)04-0072-06
作者:
兰超波1 张骞1 邱世涛1 蒙福海1 吴理觉2 钟盛文1
(1.江西理工大学材料科学与工程学院,江西 赣州 341000;2.广东佳纳能源科技有限公司,广东 清远 513000)
Author(s):
LAN Chaobo1 ZHANG Qian1 QIU Shitao1 MENG Fuhai1 WU Lijue2 ZHONG Shengwen1
(1.School of Materials Science and Engineering, Jiangxi University of Science and Technology, Ganzhou 341000, China; 2. Guangdong Jiana Energy Technology Co., Ltd., Qingyuan 513000, China)
关键词:
LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2高电压锂离子电池电化学性能
分类号:
TM911.14;TF111.52
DOI:
10.13264/j.cnki.ysjskx.2019.04.012
文献标志码:
A
摘要:
使用LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料制作出软包电池,在不同电压上限(4.2 V、4.25 V、4.3 V、4.35 V)下进行电化学测试,再采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM),对循环100次后的极片进行结构和形貌表征. XRD图谱表明,循环100次后的材料仍具有α-NaFeO2型结构,并且仍是层状结构,但电压上限为4.35 V时材料I003/I104值小于1.2,出现了较高的阳离子混乱. 在4.2 V、4.25 V、4.3 V和4.35 V的电压上限下,电池的首次放电容量依次为161.5 mAh/g、162.9 mAh/g、169.2 mAh/g和176.6 mAh/g. 相较于4.2 V,电压上限为4.25 V、4.3 V和4.35 V时, 容量提高率依次为0.87%、4.77%和9.35%. 电压上限为4.2 V、4.25 V、4.3 V和4.35 V的电池200次循环(0.2 C)测试后,容量保持率依次为95.09%、94.41%、95.52%、95.56%. 虽然电压上限为4.35 V时材料出现阳离子无序,但其电化学性能却是最好的,可能是由于Co离子高价迁移到Li层时注入过量电荷,使通过大的二次粒子内部晶界网络时具有高电子传导性.

参考文献/References:

[1] 邹邦坤, 丁楚雄, 陈春华. 锂离子电池三元正极材料的研究进展[J]. 中国科学:化学, 2014(7):1104-1115.
[2] 蔡奕茗, 蔡奕荃. 锂离子电池正极材料研究[J]. 广东化工, 2017, 44(5):136-137.
[3] 王玲, 高朋召, 李冬云,等. 锂离子电池正极材料的研究进展[J]. 硅酸盐通报, 2013, 32(1):32-35.
[4] HOLZE R . JUNG-KI P: Principles and applications of lithium secondary batteries[J]. Journal of Solid State Electrochemistry, 2013, 17(8):2375-2376.
[5] 钟怀玉, 程波明, 罗江斌, 等. 正极浆料黏度对汽车动力电池的影响[J]. 有色金属科学与工程, 2018,9(2):56-61.
[6] AIFANTIS K E, HACKNEY S A, KUMAR R V. High energy density lithium batteries: Materials, Engineering, Applications[M]. Weinheim: John wiley & Sons, 2010.
[7] WHITTINGHAM M S. Lithium batteries and cathode materials[J]. Chemical Reviews, 2004, 35(50):4271-4301.
[8] 宋刘斌, 李新宇, 肖忠良,等. 锂离子电池正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2研究进展[J]. 功能材料, 2017, 48(12):12023-12029.
[9] 许军娜, 陈晓青, 高雄,等. 氧化钇包覆LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2的结构和电化学性能[J]. 中国有色金属学报, 2018, 28(3):528-536.
[10] 董鹏,张英杰,刘嘉铭,等. 纳米磷酸铁包覆锂离子电池正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2的制备及其电化学性能[J]. 材料工程, 2017, 45(11):53-61.
[11] 邵奕嘉, 黄斌, 刘全兵, 等. 三元镍钴锰正极材料的制备及改性[J]. 化学进展, 2018, 30(4): 410-419.
[12] 宋美霖, 王东晨, 罗珑玲,等. 制备工艺对LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料微结构和电化学性能的影响[J]. 广西大学学报(自然科学版), 2018, 43(2):710-716.
[13] ZHAO R , LIANG J , HUANG J , et al. Improving the Ni-rich LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2, cathode properties at high operating voltage by double coating layer of Al2O3, and AlPO4[J]. Journal of Alloys and Compounds, 2017,724: 1109-1116.
[14] LI L, ZHANG Z, FU S, et al. Co-modification by LiAlO2-coating and Al-doping for LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 as a high-performance cathode material for lithium-ion batteries with a high cutoff voltage[J]. Journal of Alloys and Compounds, 2018, 768: 582-590.
[15] ZHAO X , LIANG G , LIU H , et al. Improved conductivity and electrochemical properties of LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 materials via yttrium doping[J]. Rsc Advances, 2018, 8(8):4142-4152.
[16] 沈恒冠, 戚洪亮, 佘圣贤,等. 单晶高电压三元的制备及性能研究[J]. 电源技术, 2016, 40(7):1356-1358.
[17] 何湘柱, 胡燚, 邓忠德, 等. 石墨烯复合导电剂SP/CNTs/G对LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2锂离子电池性能影响[J]. 电子元件与材料, 2016, 35(11):77-82.
[18] 李婷婷, 陈炜, 冯德圣, 等. 碳纳米管导电剂在三元锂离子电池中的研究[J]. 电源技术, 2018(6):809-811.
[19] 高坡 , 张彦林 , 颜健 . 石墨烯/碳纳米管复合导电剂对
LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的影响[J]. 电池, 2017:339-342.
[20] TRAN T T D , NGUYEN H H A , NGUYEN T T T, et al. Carbon-coated LiFePO4-carbon nanotube electrodes for high-rate Li-ion battery[J]. Journal of Solid State Electrochemistry, 2018,22(7):2247-2254.
[21] 邱世涛, 钟盛文, 李婷婷, 等. Cu掺杂LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2的电化学性能[J]. 有色金属科学与工程, 2018,9(5):21-26.
[22] ZHAO X X, LIANG G C, LIU H, et al. Improved conductivity and electrochemical properties of LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 materials via yttrium doping[J]. RSC Advances, 2018(8):4142-4152.
[23] SHIM J H, IM J, KANG H, et al. Implications of cation-disordered grain boundary on the electrochemical performance of LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 cathode material for lithium ion batteries[J]. Journal of Materials Chemistry A, 2018(6):16111-16120.
[24] AMIN R , BELHAROUK I . Part I: Electronic and ionic transport properties of the ordered and disordered LiNi0.5Mn1.5O4, spinel cathode[J]. Journal of Power Sources, 2017, 348:311-317.
[25] ABDELLAHI A , URBAN A , DACEK S , et al. The effect of cation disorder on the average Li intercalation voltage of transition-metal oxides[J]. Chemistry of Materials, 2016, 28(11):3659-3665.

相似文献/References:

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期:2019-01-07
基金项目:国家自然科学基金资助项目(51874151);广东省扬帆计划引进创新创业团队专项资金资助项目(粤财教[2017]108号)
通信作者:钟盛文(1963- ),男,教授,博导,主要从事锂离子电池正极材料方面的研究,E-mail:zhongshw@126.com.
更新日期/Last Update: 2019-08-22