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富锂锰基层状正极材料的合成及其首周过充下的结构演化
文献摘要：
富锂锰基层状正极材料由于具有较低的成本和超过250 mAh· g-1的放电比容量,成为很有前景的正极材料之一,但是其本身存在的首周库仑效率低和电压衰减等问题限制了产业化进程.高充电电压会导致富锂材料结构不稳定从而增加电池的安全隐患,因此在较高的充电电压下,材料的首周充放电结构演化有待进一步研究.本文首先通过碳酸盐共沉淀法合成前驱体,经过混锂后煅烧制备富锂锰基层状正极材料(Li1.13Ni0.18Co0.09Mn0.56O2),并研究不同充电截止电压对其首周库仑效率和循环性能的影响.研究表明,高充电电压会带来容量增加,但其首周库仑效率将大幅降低.循环伏安表征发现,充电截止电压为5.0V时,部分体相的晶格氧会发生可逆的氧化反应,这将有利于容量的提升.TEM、XRD和SEM表征结果显示,在首周充电后电极材料不仅发生了深入到体相的结构变化,同时出现了大片的层错和尖晶石相MnOx和NiOx等不可逆相变,还会与电解液发生反应,材料结构无法保持稳定.结合Mapping和XPS表征结果显示,充电电压较高时会有更多的体相晶格氧参与氧化还原反应,这将使更多具有强氧化性的过氧和超氧离子与电解液发生副反应,并伴随过渡金属的溶出,加速材料的结构坍塌,最终不利于电池的长循环性能.
文献关键词：
锂离子电池;富锂锰基正极材料;首周库仑效率;过充;阴离子氧化还原
中图分类号：
作者姓名：
骆晨旭;师晨光;余志远;黄令;孙世刚
作者机构：
厦门大学化学化工学院,固体表面物理化学国家重点实验室,福建厦门361005
文献出处：
引用格式：
[1]骆晨旭;师晨光;余志远;黄令;孙世刚-.富锂锰基层状正极材料的合成及其首周过充下的结构演化)[J].电化学,2022(01):46-54
A类：
首周库仑效率,碳酸盐共沉淀法,13Ni0,18Co0,09Mn0,56O2,伏安表
B类：
层状正极材料,过充,结构演化,mAh,放电比容量,电压衰减,致富,富锂材料,加电,充放电,前驱体,煅烧,烧制,Li1,截止电压,循环性能,循环伏安,征发,0V,晶格氧,氧化反应,TEM,电极材料,大片,层错,尖晶石,MnOx,NiOx,电解液,Mapping,XPS,氧化还原反应,多具,强氧化性,氧离子,副反应,过渡金属,溶出,坍塌,长循环,锂离子电池,富锂锰基正极材料,阴离子氧化还原
AB值：
0.27405
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