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传统的燃油汽车带来的尾气污染,让人们逐渐把视线转移到纯电动汽车和混合动力汽车等新能源汽车上。然而,现有的商业化锂离子电池电压平台与能量密度较低,无法满足新能源汽车动力电池的需要,研发高功率密度和高比能量密度的锂离子电池迫在眉睫。尖晶石型LiNi0.5Mn1.5O4正极材料理论比容量高达146.7 mAh/g,电压平台高达4.7 V,理论能量密度高达690Wh/kg,是锂离子动力电池正极材料的理想选择。
以Li2CO3、NiCO3·2Ni(OH)2·4H2O或NiO和MnCO3为原料,采用球磨固相法制备了LiNi0.5Mn1.5O4正极材料,研究了不同的Ni源、煅烧温度和煅烧时间对LiNi0.5Mn1.5O4的结构、形貌及电化学性能的影响。电化学测试结果表明,以NiCO3·2Ni(OH)2·4H2O为Ni源,在500℃预烧5 h,800℃煅烧12 h制备的材料在0.2 C、1 C和3 C下充放电,最大的放电比容量可达137、124.8和119.6mAh/g,在1 C和3 C循环100次之后容量保持率分别为81.9%和84.6%。在1 C充电,3 C、5 C和10 C放电,放电比容量可达123.8,119.0和102.4mAh/g。
以Ni(CH3COO)2·4H2O、Mn(CH3COO)2·4H2O、H2C2O4·H2O和Li2CO3为原料,通过共沉淀法制备了LiNi0.5Mn1.5O4正极材料,研究了预烧温度、煅烧温度和煅烧时间对LiNi0.5Mn1.5O4的结构、形貌及电化学性能的影响。电化学测试结果表明,在450℃预烧5 h,800℃煅烧12 h制备的材料具有最好的电化学性能,在1 C,3 C和5 C下最大的放电比容量分别为113.4、104.5和87.0mAh/g,在1C下循环50次,3 C和5C下循环100次,容量保持率分别为95.1%、93.1%和80.9%,此条件下制备的材料具有较高的放电比容量,尤其是大倍率下的充放电能力较好。
采用一种简单的液相法制备了锂离子导体硼酸锂表面修饰改性的LiNi0.5Mn1.5O4正极材料,透射电镜测试表明,硼酸锂成功地包覆在LiNi0.5Mn1.5O4表面。电化学测试结果表明,硼酸锂与LiNi0.5Mn1.5O4材料质量比为1:100的样品在1 C下放电比容量最大为111.0mAh/g,循环100次后衰减为101.5mAh/g,容量保持率高达91.4%,高于纯相LiNi0.5Mn1.5O4的85.9%。在1 C下充电,10 C下放电,放电比容量高达106.3mAh/g。交流阻抗测试结果表明,LBO包覆有效地减小了电池的阻抗,提高了材料的锂离子扩散系数,改善了材料的电化学性能。
以Li2CO3、NiCO3·2Ni(OH)2·4H2O或NiO和MnCO3为原料,采用球磨固相法制备了LiNi0.5Mn1.5O4正极材料,研究了不同的Ni源、煅烧温度和煅烧时间对LiNi0.5Mn1.5O4的结构、形貌及电化学性能的影响。电化学测试结果表明,以NiCO3·2Ni(OH)2·4H2O为Ni源,在500℃预烧5 h,800℃煅烧12 h制备的材料在0.2 C、1 C和3 C下充放电,最大的放电比容量可达137、124.8和119.6mAh/g,在1 C和3 C循环100次之后容量保持率分别为81.9%和84.6%。在1 C充电,3 C、5 C和10 C放电,放电比容量可达123.8,119.0和102.4mAh/g。
以Ni(CH3COO)2·4H2O、Mn(CH3COO)2·4H2O、H2C2O4·H2O和Li2CO3为原料,通过共沉淀法制备了LiNi0.5Mn1.5O4正极材料,研究了预烧温度、煅烧温度和煅烧时间对LiNi0.5Mn1.5O4的结构、形貌及电化学性能的影响。电化学测试结果表明,在450℃预烧5 h,800℃煅烧12 h制备的材料具有最好的电化学性能,在1 C,3 C和5 C下最大的放电比容量分别为113.4、104.5和87.0mAh/g,在1C下循环50次,3 C和5C下循环100次,容量保持率分别为95.1%、93.1%和80.9%,此条件下制备的材料具有较高的放电比容量,尤其是大倍率下的充放电能力较好。
采用一种简单的液相法制备了锂离子导体硼酸锂表面修饰改性的LiNi0.5Mn1.5O4正极材料,透射电镜测试表明,硼酸锂成功地包覆在LiNi0.5Mn1.5O4表面。电化学测试结果表明,硼酸锂与LiNi0.5Mn1.5O4材料质量比为1:100的样品在1 C下放电比容量最大为111.0mAh/g,循环100次后衰减为101.5mAh/g,容量保持率高达91.4%,高于纯相LiNi0.5Mn1.5O4的85.9%。在1 C下充电,10 C下放电,放电比容量高达106.3mAh/g。交流阻抗测试结果表明,LBO包覆有效地减小了电池的阻抗,提高了材料的锂离子扩散系数,改善了材料的电化学性能。