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《鎳鈷錳三元層狀正極材料》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、層狀鋰離子正極材料LMO2ArumugamManthiramDepartmentofMechanicalEiiEngineering1UniversityStationC2200TheUniversityofTexasatAustinAustinTX78712USAAustin,TX78712,USAPhone:(512)471-1791Fax:(512)(512)471471-7681E-mail:rmanth@mail.utexas.eduOfficeLocation:ETC9.104(Clickher
2、eformap)?鈷酸鋰LiCoO2LiCoO是研究最深入徹底的鋰離子電池正極材料。LiCoO的理論容量為22274mAh/g，實(shí)際比容量介于130和150mAh/g之間。LiCoO具有電化學(xué)性2能穩(wěn)定、易于合成等優(yōu)點(diǎn)，是目前商品化鋰離子電池的主要正極材料。LiCoO正極材料存在的不足：2(1).僅其理論容量(274mAh/g)的50%可以利用，當(dāng)1-x<0.5(LiCoO)時(shí)，其1-x2化學(xué)穩(wěn)定性降低；(2).Co資源匱乏、毒性大、價(jià)格較高。?鎳酸鋰LiNiO2LiNiO的晶體結(jié)構(gòu)與LiCoO基本相同，只
3、是NiO八面體是扭曲的。Ni毒性小、226廉價(jià)，而且深度放電時(shí)鎳酸鋰化學(xué)穩(wěn)定性較鈷酸鋰高。其可逆容量可達(dá)200mAh/g，并具有比LiCoO更好的倍率性能。2LiNiO正極材料存在的不足:2()ii(1).LiNiO合成困難，合成條件的微小改變都會(huì)導(dǎo)致生成非化學(xué)計(jì)量比的2LixNiO，即Ni2+占據(jù)Li+的位置；2(2).高溫條件下Ni3+易還原為Ni2+；(3).易出現(xiàn)不可逆相變；(4).高溫下易析氧放熱。?LiNiMnO0.50.52LiNiMnO具有與LiNiO相同的六方結(jié)構(gòu)。固體核磁共振(NMR)測(cè)
4、試表明，0.50.522LiNiMnO中的鋰離子不僅存在于鋰層，也分布在Ni2+/Mn4+層中。脫鋰到0.50.52LiNiMnO時(shí)，過(guò)渡金屬層中的鋰離子全部脫出，剩余的Li+分布在鋰層040.4050.5050.52靠近Ni的位置。這種材料具有很高的可逆比容量(188mAh/g)、較強(qiáng)的耐過(guò)充性(充電到4.5V仍具有很好的循環(huán)性)和成本低的優(yōu)點(diǎn)，是一類應(yīng)用前景十分廣闊的材料。LiNiMnO正極材料存在的不足：0.50.52這種材料的電化學(xué)性能受溫度影響較大，低溫性能和高倍率能不理想。提出問(wèn)題：如何提高其電
5、化學(xué)性能？可對(duì)其進(jìn)行摻雜，摻Co可以提高其電化學(xué)性能。那么摻入多少合適呢？RoleofChemicalandStructuralStabilitiesontheElectrochemicalPropertiesofLayeredLiNiPropertiesofLayeredLiNiMnCoOCathodes(JournalofTheJournalofThe1/31/31/32ElectrochemicalSociety,1529A1714-A17182005)三個(gè)問(wèn)題：(1).為什么要選擇研究LiNiMnC
6、oO材料？1/31/31/32(2).化學(xué)穩(wěn)定性對(duì)材料的電化學(xué)性能有什么樣的影響？(3).結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性對(duì)材料的電化學(xué)性能又有什么樣的影響？實(shí)驗(yàn)過(guò)程?材料的制備：共沉淀(NiMnCo)(OH)，然后與LiOH混合均勻900℃煅1/31/31/32燒24h，升溫和降溫速度均為1℃/min。?化學(xué)萃取鋰離子：氬氣氛圍下將LiNiMnCoO粉末與NOBF的乙腈溶液1/31/31/3224混合攪拌2天，LiNiCoMnO中鋰離子含量采用原子吸1?x1/31/31/32收光譜(AAS)測(cè)定，氧含量用碘還原滴定測(cè)定。The
7、XRDdataoftheLiNiMnCoOsample1/31/31/32(LiNi)[(NiMnCo)Li](O)1?zz3a1/3?z/0.971/31/30.97z+0.033b26c離子半徑：Ni2+0.690?Li+0.76?Co3+0.545?Mn4+0.530?充放電截止電壓Thereversiblecapacityvaluefoundwiththeoptimumcutoffchargevoltagecouldhelpindirectlytoidentifythelithiumcontentl
8、imit1???xwithinwhichtheLiNiMnCoOcathodeischemicallyorstructurallystable.1?x1/31/31/323.0‐4.3v3.0‐4.6v問(wèn)題：為什么充電截止電壓超過(guò)4.6v時(shí)其容量衰減變大？AlthoughtheratecapabilityofLiNiMnCoOisworsethanthatof1/31/31/32LiCoO,itisbettert
