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张世龙：富锂锰基层状正极材料元素掺杂改性研究论文

2020-02-23阅读(895)

张世龙：富锂锰基层状正极材料元素掺杂改性研究论文

本文主要研究内容

作者张世龙（2019）在《富锂锰基层状正极材料元素掺杂改性研究》一文中研究指出：富锂锰基层状材料xLi2MnO3·(1-x)LiM02(M为Mn、Co、Ni)具有高的能量密度,很有希望成为下一代高能量密度锂离子电池正极材料,但是,这种正极材料存在着倍率性能差、循环性能差、容量和放电平台急速衰减等问题,从而限制了其在商业领域的应用。基于以上问题,本论文以Li1.2Mn0.56Ni0.16Co0.08O2富锂材料为研究体系,通过溶胶凝胶法分别用F、Al、Mo元素对Li1.2Mn0.56Ni0.16Co0.08O2材料进行掺杂改性研究,主要研究内容如下:针对富锂锰基层状材料xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(M为Mn、Co、Ni)存在着充放电循环性能差的缺点,采用溶胶凝胶法制备氟掺杂Li1.2Mn0.56Ni0.16Co0.08O2-xFx正极材料,以提高这种材料的长循环充放电性能。研究结果表明,氟掺杂材料的晶体结构与未掺杂材料相似,但氟掺杂明显改善了充放电长循环性能的稳定性。在125 mA/g电流密度下电池循环500次,掺杂5%F的Li1.2Mn0.56Ni0.16Co0.08O1.95F0.05材料比容量保持率为79.2%,并且极大地抑制了放电平台电位的衰减,而未掺杂的Li1.2Mn0.56Ni0.16Co0.08O2材料的比容量保持率仅为16%,其放电电位平台已经消失。这些结果表明氟掺杂能有效地抑制富锂锰基层状结构正极材料充放电过程中比容量和放电平台的衰减。掺杂A1的Li1.2Mn0.56-xAlxNi0.16Co0.08O2材料的循环稳定性以及放电平台稳定性得到提高,掺A1材料在1250 mA/g和2500 mA/g电流密度下循环仍有较高的放电比容量,Li1.2Mn0.51Al0.05Ni0.16Coo.08O2材料在125 mA/g电流密度下循环300次表现出高达94%的容量保持率,同时该材料此时仍有较高放点平台电位,相比之下,Li1.2Mn0.56Ni0.16Co0.08O2材料的容量保持率仅为50%,材料的放点平台电位急剧衰减,循环300次后已经趋近消失,这些都表明A1离子掺杂能够有效改善富锂锰基层状材料的电化学性能。通过溶胶凝胶法合成Mo掺杂的Li1.2Mn0.56-xMoxNi0.16Co0.08O2富锂锰基层状材料,Mo离子掺杂能够降低富锂材料的电荷转移阻抗,材料倍率性能得到提高,掺杂3%Mo的Li1.2Mn0.53Mo0.03Mi0.16Co0.08O2材料在10C倍率下放电比容量可达92 mAh/g。此外,Li1.2Mn0.53Mo0.03Ni0.16Co0.08O2材料在125 mA/g的电流密度下循环300次,材料的容量保持率为67%,高于未掺杂Mo的Li1.2Mn0.56Ni0.16Co0.08O2材料的50%,表明掺杂Mo离子能够改善富锂锰基层状材料的循环稳定性。

Abstract

fu li meng ji ceng zhuang cai liao xLi2MnO3·(1-x)LiM02(Mwei Mn、Co、Ni)ju you gao de neng liang mi du ,hen you xi wang cheng wei xia yi dai gao neng liang mi du li li zi dian chi zheng ji cai liao ,dan shi ,zhe chong zheng ji cai liao cun zai zhao bei lv xing neng cha 、xun huan xing neng cha 、rong liang he fang dian ping tai ji su cui jian deng wen ti ,cong er xian zhi le ji zai shang ye ling yu de ying yong 。ji yu yi shang wen ti ,ben lun wen yi Li1.2Mn0.56Ni0.16Co0.08O2fu li cai liao wei yan jiu ti ji ,tong guo rong jiao ning jiao fa fen bie yong F、Al、Moyuan su dui Li1.2Mn0.56Ni0.16Co0.08O2cai liao jin hang can za gai xing yan jiu ,zhu yao yan jiu nei rong ru xia :zhen dui fu li meng ji ceng zhuang cai liao xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(Mwei Mn、Co、Ni)cun zai zhao chong fang dian xun huan xing neng cha de que dian ,cai yong rong jiao ning jiao fa zhi bei fu can za Li1.2Mn0.56Ni0.16Co0.08O2-xFxzheng ji cai liao ,yi di gao zhe chong cai liao de chang xun huan chong fang dian xing neng 。yan jiu jie guo biao ming ,fu can za cai liao de jing ti jie gou yu wei can za cai liao xiang shi ,dan fu can za ming xian gai shan le chong fang dian chang xun huan xing neng de wen ding xing 。zai 125 mA/gdian liu mi du xia dian chi xun huan 500ci ,can za 5%Fde Li1.2Mn0.56Ni0.16Co0.08O1.95F0.05cai liao bi rong liang bao chi lv wei 79.2%,bing ju ji da de yi zhi le fang dian ping tai dian wei de cui jian ,er wei can za de Li1.2Mn0.56Ni0.16Co0.08O2cai liao de bi rong liang bao chi lv jin wei 16%,ji fang dian dian wei ping tai yi jing xiao shi 。zhe xie jie guo biao ming fu can za neng you xiao de yi zhi fu li meng ji ceng zhuang jie gou zheng ji cai liao chong fang dian guo cheng zhong bi rong liang he fang dian ping tai de cui jian 。can za A1de Li1.2Mn0.56-xAlxNi0.16Co0.08O2cai liao de xun huan wen ding xing yi ji fang dian ping tai wen ding xing de dao di gao ,can A1cai liao zai 1250 mA/ghe 2500 mA/gdian liu mi du xia xun huan reng you jiao gao de fang dian bi rong liang ,Li1.2Mn0.51Al0.05Ni0.16Coo.08O2cai liao zai 125 mA/gdian liu mi du xia xun huan 300ci biao xian chu gao da 94%de rong liang bao chi lv ,tong shi gai cai liao ci shi reng you jiao gao fang dian ping tai dian wei ,xiang bi zhi xia ,Li1.2Mn0.56Ni0.16Co0.08O2cai liao de rong liang bao chi lv jin wei 50%,cai liao de fang dian ping tai dian wei ji ju cui jian ,xun huan 300ci hou yi jing qu jin xiao shi ,zhe xie dou biao ming A1li zi can za neng gou you xiao gai shan fu li meng ji ceng zhuang cai liao de dian hua xue xing neng 。tong guo rong jiao ning jiao fa ge cheng Mocan za de Li1.2Mn0.56-xMoxNi0.16Co0.08O2fu li meng ji ceng zhuang cai liao ,Moli zi can za neng gou jiang di fu li cai liao de dian he zhuai yi zu kang ,cai liao bei lv xing neng de dao di gao ,can za 3%Mode Li1.2Mn0.53Mo0.03Mi0.16Co0.08O2cai liao zai 10Cbei lv xia fang dian bi rong liang ke da 92 mAh/g。ci wai ,Li1.2Mn0.53Mo0.03Ni0.16Co0.08O2cai liao zai 125 mA/gde dian liu mi du xia xun huan 300ci ,cai liao de rong liang bao chi lv wei 67%,gao yu wei can za Mode Li1.2Mn0.56Ni0.16Co0.08O2cai liao de 50%,biao ming can za Moli zi neng gou gai shan fu li meng ji ceng zhuang cai liao de xun huan wen ding xing 。

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    • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自长安大学的张世龙，发表于刊物长安大学2019-11-04论文，是一篇关于锂离子电池论文,富锂锰基层状材料论文,溶胶凝胶法论文,循环稳定性论文,放电平台电位论文,掺杂论文,长安大学2019-11-04论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自长安大学2019-11-04论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。

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