Li2MnO3复合LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2材料制备及电化学性能研究

doi:10.11962/1006-4990.2019-0108

摘要/Abstract

摘要：

通过采用共沉淀法制备了Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1（OH）₂前驱体,利用固相法研磨混合碳酸锰和碳酸锂,在氧气氛围下煅烧制备得到了Li₂MnO₃-LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂复合材料,通过利用X射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FESEM）和透射电镜（TEM）表征了所制备材料的结构、成分和形貌等。通过恒流充放电、交流阻抗等方法对材料的电化学性能进行测试。结果表明,与未改性材料进行对比,3%（质量分数）Li₂MnO₃复合改性材料0.5C下首次放电容量为183 mA·h/g,经过120次充放电循环,容量保持率为93.9%;同时,在高倍率下复合改性材料放电容量也得到提高。因此,采用固相法煅烧复合Li₂MnO₃-LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂材料,可以制备出电化学性能优异的正极材料。

关键词: Li₂MnO₃, 共沉淀, 高镍三元材料

Abstract:

A co-precipitation route was utilized to synthesize the precursor of Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1（OH）₂,which was mixed with MnCO₃ and Li₂CO₃ afterwards. After calcination in the oxygen atmosphere,Li₂MnO₃-LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂ composite material was obtained.The structure,composition and morphology of the prepared materials were characterized by X-ray diffraction（XRD）,field emission scanning electron microscopy（FESEM） and transmission electron microscopy（TEM）,respectively.The electrochemical performance of the material was tested by galvanostatic charge/discharge measurements and electrochemical impedance spectroscopy.Results showed that the 3%（mass fraction） Li₂MnO₃ composite material exhibit higher initial discharge capability（183 mA·h/g at 0.5C）,more stable cycle performance（with capacity retention of 93.9% after 120 cycles）and better rate performance,compared with unmodified cathode.Thus,this strategy is extremely promising for the preparation of LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂ electrode materials with enhanced electrochemical performances.

Key words: Li₂MnO₃, co-precipitation, nickel-rich material

中图分类号:

TQ131.11

熊凡,王同振,高强,程凤如,罗惜情. Li₂MnO₃复合LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂材料制备及电化学性能研究[J]. 无机盐工业, 2020, 52(1): 68-72.

Xiong Fan,Wang Tongzhen,Gao Qiang,Cheng Fengru,Luo Xiqing. Study on Synthesis and electrochemical performance of Li₂MnO₃-LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂ composite cathodes materials[J]. Inorganic Chemicals Industry, 2020, 52(1): 68-72.

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参考文献 9

[1]	郭红霞, 乔月纯, 穆培振 . 锂离子电池正极材料研究与应用进展[J]. 无机盐工业, 2016,48(3):5-8.
[2]	Manthiram A, Knight J C, Myung S T , et al. Nickel-rich and lithiumrich layered oxide cathodes:progress and perspectives[J]. Advanced Energy Materials, 2016,6(1):1-23.
[3]	Noh H J, Youn S, Yoon C S , et al. Comparison of the structural and electrochemical properties of layered Li[Ni_xCo_yMn_z]O₂(x=1/3,0.5,0.6,0.7,0.8 and 0.85)cathode material for lithium-ion batteries[J]. Journal of Power Sources, 2013,233:121-130.
[4]	Xiong X, Wang Z, Guo H , et al. Enhanced electrochemical properties of lithium-reactive V₂O₅ coated on the LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂ cathode material for lithium ion batteries at 60 ℃[J]. Journal of Materials Chemistry A, 2013,1(4):1284-1288.
[5]	Thackeray M M, Kang S H, Johnson C S , et al. Li₂MnO₃-stabilized LiMO₂(M=Mn,Ni,Co)electrodes for lithium-ion batteries[J]. Journal of Materials Chemistry, 2007,17(30):3112-3125.
[6]	Johnson C S, Korte S D, Vaughey J T , et al. Structural and electrochemical analysis of layered compounds from Li₂MnO₃[J]. Journal of Power Sources, 1999,81/82:491-495.
[7]	Song B H, Li W D, Yan P F , et al. A facile cathode design combining Ni-rich layered oxides with Li-rich layered oxides for lithium-ion batteries[J]. Journal of Power Sources, 2016,325:620-629.
[8]	Kalyani P, Chitra S, Mohan T , et al. Lithium metal rechargeable cells using Li₂MnO₃ as the positive electrode[J]. Journal of Power Sources, 1999,80(1/2):103-106.
[9]	Cho Y, Oh P, Cho J . A new type of protective surface layer for highcapacity Ni-based cathode materials:nanoscaled surface pillaring layer[J]. Nano Letters, 2013,13(3):1145-1152.

[1]	龙俊禧,许雪棠,王凡. 低温共沉淀法合成多孔CoFe LDH纳米片电催化剂[J]. 无机盐工业, 2020, 52(12): 98-103.
[2]	苏伟,张林锋,吕庆阳,夏语嫣,袁华. 钯负载锰氧化物基双金属复合氧化物催化氧化羰基化合成碳酸二苯酯[J]. 无机盐工业, 2019, 51(9): 91-96.
[3]	吕品,施春辉,李伟,仲剑初. 镁铝水滑石的水热合成及表征[J]. 无机盐工业, 2019, 51(6): 29-33.
[4]	杨洋1，何亮1，张亚男1，龙云飞1，苏静1，3，4，文衍宣1，2，3，4. 微通道反应器共沉淀法制备钴掺杂一氧化锰及其储锂性能[J]. 无机盐工业, 2019, 51(12): 10-14.
[5]	谭婷婷1，2，3，仲剑初1，2，3. 球形碳酸钙的控制合成研究[J]. 无机盐工业, 2019, 51(12): 30-34.
[6]	金秀红, 韩旭, 张惠欣, 沈晓莉, 赵路平, 谢端端, 蔡治越. 自酸洗废液制磁性铁泥的氧化共沉淀工艺研究[J]. 无机盐工业, 2016, 48(12): 68-.
[7]	张正国. 表面活性剂辅助制备锂离子电池三元正极材料[J]. 无机盐工业, 2015, 47(2): 67-.
[8]	曹晓国, 王佳, 张海燕, 吴起白. 化学共沉淀法制备Yb：YAG纳米粉体的研究[J]. 无机盐工业, 2014, 46(6): 21-.
[9]	王琼, 于海斌, 南军. 镁铝复合氧化物制备及其丙酮缩聚制异佛尔酮反应研究[J]. 无机盐工业, 2014, 46(5): 69-.
[10]	童孟良, 舒均杰, 王罗强. 镁铝水滑石的制备与性能研究[J]. 无机盐工业, 2014, 46(4): 22-.
[11]	赵慧君, 张娟, 范积伟. 共沉淀法锰锌铁氧体的制备及其磁性能[J]. 无机盐工业, 2011, 43(8): 39-.
[12]	朱靖, 刘永光, 王岭, 赵艳琴, 董婵. 浓度梯度型LiNi_1-2xCo_xMn_xO₂材料的制备及性能研究[J]. 无机盐工业, 2011, 43(7): 19-.
[13]	刘东, 林修洲, 朱想明, 罗晓刚. 撞击流反应器制备纳米四氧化三铁的研究[J]. 无机盐工业, 2011, 43(3): 18-.
[14]	赵文广, 王泽斐, 张慧凤, 安胜利. 氧化铈掺杂氧化钇稳定氧化锆的热膨胀特性[J]. 无机盐工业, 2011, 43(3): 21-.
[15]	徐海泉, 梁晓娟, 陈静, 刘向农, 杨宇翔. 共沉淀法制备四氧化三铁包覆云母珠光颜料[J]. 无机盐工业, 2011, 43(10): 25-.

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