锌掺杂提高LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极材料的电化学稳定性(英文)

作     者：李节宾 徐友龙 杜显锋 孙孝飞 熊礼龙 LI Jie-Bin;XU You-Long;DU Xian-Feng;SUN Xiao-Fei;XIONG Li-Long

作者机构：西安交通大学电子陶瓷与器件教育部重点实验室国际电介质研究中心西安710049 陕西应用物理化学研究所西安710061 

出 版 物：《物理化学学报》 (Acta Physico-Chimica Sinica)

年 卷 期：2012年第28卷第8期

页      面：1899-1905页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：supported by the National Natural Science Foundation of China (50902109)~~ 

主　　题：LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 高截止电压:Zn掺杂:正极材料:锂离子电池 

摘      要：通过共沉淀法与固相法相结合制备了掺锌的高稳定性Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-xZnxO2(x=0, 0.02, 0.05)正极材料. 循环伏安(CV)曲线表明Zn掺杂使氧化峰与还原峰的电势差减小到0.09 V, 电化学阻抗谱(EIS)曲线表明Zn 掺杂使电极的阻抗从 266 Ω减小到 102 Ω. Li+嵌入扩散系数从1.20×10-11cm2·s-1增大到 2.54×10-11cm2·s-1. Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)0.98Zn0.02O2正极材料以0.3C充放电在较高的截止电压(4.6 V)下比其他两种材料的电化学循环性能更稳定, 其第二周的放电比容量为176.2 mAh·g-1, 室温下循环 100 周后容量几乎没衰减; 高温(55℃)下充放电循环100周, 其放电比容量平均每周仅衰减0.20%, 远小于其他两种正极材料(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2平均每周衰减0.54%; Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)0.95Zn0.05O2平均每周衰减0.38%). Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)0.98Zn0.02O2正极材料以3C充放电时其放电比容量可达142 mAh·g-1, 高于其他两种正极材料. 电化学稳定性的提高归因于 Zn 掺杂后减小了电极的极化和阻抗, 增大了锂离子扩散系数.