高等学校化学学报 ›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (5): 1059.doi: 10.7503/cjcu20120832
孙洪丹, 贺诗词, 夏丙波, 方国清, 刘伟伟, 仇光超, 张茜, 金子信悟, 郑军伟, 李德成
SUN Hong-Dan, HE Shi-Ci, XIA Bing-Bo, FANG Guo-Qing, LIU Wei-Wei, QIU Guang-Chao, ZHANG Qian, KANEKO Shingo, ZHENG Jun-Wei, LI De-Cheng
摘要:
采用喷雾干燥法合成了LiNi0.5-xAl2xMn1.5-xO4(0≤2x≤0.15)正极材料, 研究Al掺杂对LiNi0.5Mn1.5O4材料结构与电化学性能的影响. 通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电感耦合等离子体-原子发射光谱(ICP-AES)、傅里叶红外光谱(FTIR)、循环伏安(CV)和充放电测试等手段对其结构及电化学性能进行表征. 结果表明, Al取代Ni和Mn使材料的晶体结构发生了转变, 空间群由P4332转变为Fd3m, 同时增大了锂离子的扩散速率, 提高了材料的倍率性能. 在室温下, LiNi0.45Al0.1Mn1.45O4表现了最好的倍率性能, 当放电电流为0.5 C时, 放电容量为126 mA·h/g, 当放电电流增加到5 C时, 放电容量为109 mA·h/g, 保持率达到了87%. 此外, Al取代Ni和Mn有效降低了材料在高温下的Mn溶解量, 从而有效改善了材料在高温大倍率下的循环性能. LiNi0.45Al0.1Mn1.45O4材料在50 ℃, 倍率为3 C时, 放电容量为121.7 mA·h/g, 循环50次后, 仍可保留初始容量的94%.
中图分类号:
TrendMD: