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Recovery and improvement the electrochemical performances of degraded lini0.8co0.15al0.05o2 for lithium ion batteries cathode materials

Recovery and improvement the electrochemical performances of...

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河南省化学会2016年学术年会

作者： Nai-Teng Wu Xian-Ming liu Hong-Ru Fu Zhan Zhou Lu-fang Ma college of Chemistry and Chemical Engineering and Henan Key laboratory of Function-Oriented Porous Materials Luoyang Normal University

The degradation of ni-rich cathode materials exposing in the air is an inherent issue for its large-scale application. Tetraethyl orthosilicate(TEoS) was utilized to dispose of the lioH and lico impurities which generated by the resultant reaction between the residual lithium on the surface of linicoalo(NCA) cathode materials and the Ho and co in the air. After the reoxidation and coating process in the o atmosphere, a stable coating layer containing Si element was successful formed. The morphology, structure and composition of the as-prepared samples were investigated by X-ray diffraction(XRD), X-ray photoelectron spectroscopy(XPS), scanning scanning electron microscope(SEM) and transmission electron microscopy(TEM). owing to the facile treatment, the resultant TEoS treated NCA(SNCA) used as lithium ion batteries cathode materials manifest remarkably enhanced cycling performance, attaining 85% capacity retention after 100 cycles at 1 C,which is much better than the fresh NCA(FNCA, 71% retention) and degraded NCA(DNCA, 33%retention) counterparts. all of these results demonstrate that such a treatment with DNCA not only reduces the amount of surface impurities, but also endows the electrode materials the capacity of reduction side reaction and improvement the structural stability.

关键词： degradation recovery li ni0.8co0.15al0.05o2 cathode materials lithium ion batteries

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高性能锂离子电池正极材料lini0.8co0.15al0.05o2的制备研究

高性能锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.15Al0.05O2的制备研究

引用

作者：黄丽玲哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

三元材料镍钴铝酸锂(li nicoalo)是一种高容量(比容量可达到180 m Ah g)的正极材料,其成本低、与电解液相容性好且市场前景广阔。但由于阳离子混排严重、循环稳定性差等,严重制约其市场应用推广。本文主要通过不同的制备方法来改善其电... 详细信息

三元材料镍钴铝酸锂(li nicoalo)是一种高容量(比容量可达到180 m Ah g)的正极材料,其成本低、与电解液相容性好且市场前景广阔。但由于阳离子混排严重、循环稳定性差等,严重制约其市场应用推广。本文主要通过不同的制备方法来改善其电化学性能。通过水热法成功制备出类似玫瑰状的球型结构前驱体,经过混锂铝烧结后得到li nicoalo,重点研究水热时间对其电化学性能的影响。研究结果表明,当水热时间为12 h时,材料首次放电比容量最高,同时其倍率性能也最好,但容量衰退却最严重。在1 C下放电比容量为208.33 mAh g,循环100次后容量保持率为52.40%;在10 C下放电比容量为136.71 m Ah g。较差的循环性能可归因于其衍射峰I(003)/I(104)值均小于1.2,阳离子混排程度大,阻碍锂离子的嵌入,导致其容量衰减严重。针对上述问题,通过采用PVP辅助水热法对其进行改性。实验结果表明:加入PVP能够有效抑制阳离子混排,提高循环性能。其中,分子量为58000的样品循环性能最佳,在1 C倍率下循环100次后容量保持率达到96.42%(未加入PVP的样品为52.40%)。通过草酸模板法成功制备出柱状li nicoalo,重点研究合成工艺对其电化学性能的影响。研究发现先合成li nicoalco的工艺样品性能最好,其在2C倍率下,首次放电比容量为139.73 m Ah g,循环100次后容量保持率为84.89%;在10C倍率下放电比容量为74.05 m Ah g。另外,在先合成li nicoalco前驱体基础上,研究不同溶剂种类对其电化学性能影响。实验结果表明:溶剂为水时制备的样品具有较佳的电化学性能。在1 C、2 C放电比容量分别为183.47 m Ah g、150.64 m Ah g,相对于溶剂为酒精时的样品分别提高20 m Ah g、10 m Ah g左右。循环100次后容量保持率分别为96.72%,97.33%,分别提高8.38%,12.44%。本论文从制备方法出发,通过研究反应时间、添加剂、合成工艺及溶剂种类对材料晶体结构、形貌及电化学性能影响,获得优异的循环性能,有望使该材料在市场上得到进一步的发展与应用。

关键词：高循环性能 li ni0.8co0.15al0.05o2 水热法 PVP 草酸模板法

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