锂电池正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4的晶面调控及其电化学性能
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- 论文作者：陈占军 ; 钟洪彬 ; 胡传跃
- 年：2016
- 作者机构：湖南人文科技学院材料与环境工程学院;湖南人文科技学院粉体材料与专用设备研究所;
- 论文关键词：LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4 ; 正极材料 ; 晶面 ; 电化学性能
- 会议召开时间：2016-09-23
- 会议录名称：中部四省化学化工学会2016年学术年会摘要集
- 语种：中文
- 分类号：TQ131.11;TM912
- 学会代码：JXHX
- 会议名称：中部四省化学化工学会2016年学术年会
- 会议地点：中国江西南昌
- 主办单位：中国化学会湖北代表处
- 学会名称：江西省化学化工学会
- 页数：1
- 文件大小：113k
- 原文格式：D
- 会议级别：地方
摘要
尖晶石型LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4正极材料具有结构稳定、放电电压高和环境友好等优点而被认为是最具潜力的新一代锂电池用正极材料。但是,在其真正被应用于市场之前还有些问题需要解决,如导电性较差和循环衰减等。传统的改善方法主要集中在包覆~([1,2])、掺杂~([3,4])和纳米化~([5,6])等方面,但其改善总是不尽人意,往往只能改善其中的一个或几个方面的性能,甚至有时还会损伤其它性能。近年来,Kanno等[7]在研究LiM n2O4材料时,发现其{110}晶面会更有利于锂离子的迁移,基于该研究的启发,本研究从晶面的角度出发,对LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4材料的晶面与其电化学性能的关系展开研究。具体为:采用聚合物辅助法,以Li AC、Mn(AC)_2·4H_2O和Ni(AC)_2·2H_2O为原料,通过控制不同的烧结气氛,即得到具有不同裸露晶面的LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4正极材料。通过对比研究其电化学性能,结果表明:相比于正八面体(只有{111}晶面组)形貌LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4材料,具有{111}、{001},{110},{113},{103}等晶面组的倒角多面体形貌材料能表现出良好的倍率和循环性能,在50C倍率下放电,其克容量高达103 mA h g~(-1),经过500次循环后,其容量保持率还能保持90.82%,这充分说明可以通过晶面调控的方法来对LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4材料进行性能改善,该方法也为改善其他电池材料的电化学性能提供了一种全新的思路。
引文
[1]J.Liu,A.Manthiram,J.Phys.Chem.C,2009,113:15073-15079.
[2]D.Liu,C.Gagnon,J.Trottier,A.Guerfi,D.Clément,P.Hovington,A.Mauger,C.M.Julien,K.Zaghib,Electrochem.Commun.,2014,41:64-67.
[3]N.P.W.Pieczonka,Z.Y.Liu,P.Lu,K.L.Olson,J.Moote,B.R.Powell,J.H.Kim,J.Phys.Chem.C,2013,117:15947-15957.
[4]D.W.Shin,A.Manthiram,Electrochem.Commun.,2011,13:1213-1216.
[5]A.Mauger,C.Julien,Ionics,2014,20:751-787.
[6]H.W.Lee,P.Muralidharan,C.M.Mari,R.Ruffo,D.K.Kim,J.Power Sources,2011,196:10712-10716.
[7]J.S.Kim,K.S.Kim,W.Cho,W.H.Shin,R.Kanno,J.W.Choi,Nano Lett.,2012,12:6358-6365.
[2]D.Liu,C.Gagnon,J.Trottier,A.Guerfi,D.Clément,P.Hovington,A.Mauger,C.M.Julien,K.Zaghib,Electrochem.Commun.,2014,41:64-67.
[3]N.P.W.Pieczonka,Z.Y.Liu,P.Lu,K.L.Olson,J.Moote,B.R.Powell,J.H.Kim,J.Phys.Chem.C,2013,117:15947-15957.
[4]D.W.Shin,A.Manthiram,Electrochem.Commun.,2011,13:1213-1216.
[5]A.Mauger,C.Julien,Ionics,2014,20:751-787.
[6]H.W.Lee,P.Muralidharan,C.M.Mari,R.Ruffo,D.K.Kim,J.Power Sources,2011,196:10712-10716.
[7]J.S.Kim,K.S.Kim,W.Cho,W.H.Shin,R.Kanno,J.W.Choi,Nano Lett.,2012,12:6358-6365.