长寿命锂离子电池单晶正极材料Li(Ni_(1/3)Mn_(1/3)Co_(1/3))O_2的合成

为了提高电池的循环寿命,稳定正极材料在充放电过程中的结构,通过高温烧结制备单晶型三元正极材料,研究其前驱体体系pH值对材料性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学手段对材料进行了结构表征和性能测试,结果表明:当前驱体体系p H值为11.0时,Li(Ni_(1/3)Mn_(1/3)Co_(1/3))O_2正极材料具有良好的层状结构,循环性能表现优异,首次放电比容量为135.4mAh/g,在1 C倍率下充放电,1 000次循环后容量保持率为70%。     

锂离子电池正极材料LixNi0.5Mn0.5O2电子结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理超软贋势平面波法,对LixNi0.5Mn0.5O2的几何结构进行优化,并计算相应的电子结构和平均嵌锂电压.结果表明：x=1时,费米能级上分布着Ni、Mn d轨道电子和部分O2p轨道电子,层状LiNi0.5Mn0.5O2是电子的良导体;O2p轨道与Ni、Mn形成较强的共价键, Ni-O与Mn-O具有相近的键长,抑制了LiNiO2与m-LiMnO2中的因Jahn-Teller效应导致的八面体扭曲,且Mn-O键长在充放电过程中保持不变,材料具有稳定的结构;Li在晶胞中以主要离子态的形式存在,有利于脱嵌与传输.随着锂离子的脱出,材料的带隙增加,导电性能变差.     

LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的合成与性能

采用共沉淀-高温固相法制备LiNi_1/3Mn_1/3Co_1/3O₂正极材料,利用XRD和SEM对所制试样的晶体结构和形貌进行表征,研究了烧结温度对材料电化学性能的影响.结果表明,焙烧温度为850 ℃制备的材料具有较好电化学性能,在25 ℃,电压范围为2.75~4.2 V,1 C充电6 C放电下首次放电比容量为124.2 mAh/g,50次循环后容量保持率为95.2 %.      

分散剂对石墨烯正极浆料的影响

以脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO9）为分散剂,添加到含少层石墨烯粉末的三元材料LiNi_1/3Mn_1/3Co_1/3O₂正极浆料中,制备出分散性较好的含石墨烯三元正极浆料。通过扫描电子显微镜（SEM）、电池测试系统及电化学工作站对含不同质量的分散剂的正极极片的形貌、电性能和内阻进行表征。研究表明,加入0.4 %的分散剂制作出的正极极片导电率最高,有效抑制正极浆料中石墨烯颗粒的团聚现象,降低正极材料界面内阻,提高循环性能;在2.75~ 4.2 V电压范围内,以1 C充电6 C放电情况下,循环500次后,容量从126 mAh/g衰减至106.2 mAh/g,容量保持率为84.2 %,而未加分散剂含石墨烯的容量保持率为80%。