氧缺陷Li2MnO3-δ的制备及其电化学性能的研究

来源 :山东大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiangyuer
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
富锂层状氧化物xLi2MnO3·(1-x)LiMO2((M=Ni1/3Co1/3Mn1/3)的实际放电比容量能够达到230-300 mAh·g-1,是当前最有发展前景的正极材料之一;然而其循环过程中存在电压衰减和不可逆容量损失,同时其高容量的机制还不是十分清晰。其中的组分Li2MnO3作为一种简单的模型化合物,因其具有459 mAh·g-1的高理论比容量而受到关注。然而,在富锂层状氧化物的充放电循环中,Li2MnO3组分却近乎呈电化学惰性,其放电比容量极低并且其循环稳定性极差。如何制备具有电化学活性的、结晶学上纯相的Li2MnO3、并研究其高容量的电化学可逆反应机理,是近年来的研究热点之一。本文采用了硼氢化钠(NaBH4)辅助热处理的方法制备电化学活性的Li2MnO3-δ,研究并证实了 Li2MnO3的阴阳离子可逆反应机理,将其与LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2混合使用来探讨富锂层状氧化物xLi2MnO3·(1-x)LiM02的高容量机制。主要内容可分为以下两个方面:(1)用固相法制备得到Li2MnO3原样,对合成条件进行了优化。将其作为锂离子电池正极材料,在2.5-4.7 V的电压范围内,以20 mA·g-1的电流密度进行恒流充放电测试。观察到了 Li2MnO3随可逆充放电循环不断活化的现象,其中,Li2MnO3电极在第1、10、100圈循环的放电比容量分别为3.3,5.0和7.2 mAh·g-1。用NaBH4辅助的热处理方法对Li2MnO3样品进行还原处理,得到了具有氧缺陷的Li2MnO3-δ,该样品与Li2MnO3原样在颜色和形状上有较大差别,拉曼光谱表明二者的表面组成也有所不同。通过对Li2MnO3和Li2MnO3-δ的XRD数据进行结构精修,也证实了二者在微观结构上的差异。Li2MnO3-δ电极具有与Li2MnO3电极相似的电化学活化现象,但是电荷转移能力和电化学性能有显著改善。Li2MnO3-δ电极在第1、10、100圈循环的放电比容量分别为64.8,103.8和135.1 mAh·g-1。通过充放电前后以及充放电过程中的材料表征,进一步证实了 Li2MnO3的阴、阳离子分别参与的氧化还原反应及其氧空位引入的增强机制,即改性得到的Li2MnO3-δ的可逆电化学活性是Mn3+/Mn4+和O2-/O22-氧化还原对共同作用的结果,这也可以为解释富锂层状材料的高比容量现象提供一种思路。(2)用共沉淀法制备了 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2粉体材料,材料具备良好的结晶性并且其颗粒尺寸在100-500 nm之间。将LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2与Li2MnO3-δ或Li2MnO3按照不同质量比进行物理混合制备混合物电极,并探究混合物的不同比例对其电化学性能的影响。当LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2与Li2MnO3-δ以5:5质量比混合时,材料的首圈放电比容量为123.0 mAh·g-1,100圈容量保持率可以达到87.1%,高于纯 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 的 100 圈容量保持率(61.7%)。将 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2和Li2MnO3以不同质量比混合后,Li2MnO3的加入使得混合物电极的第100圈容量保持率有所提升,说明了富锂层状氧化物xLi2MnO3·(1-x)LiMO2中的“惰性组分"Li2MnO3及其含量对该三元材料的电化学循环稳定性的提升作用。此外,用Li2MnO3-δ替代富锂层状氧化物中的Li2MnO3,使混合物电极在容量和循环稳定性上有所突破。
其他文献
房地产业是我国的支柱产业之一。近年来,由于中国出口下降,内需不振,经济的增速需要依靠房地产行业的投资和发展。房地产作为资金密集型产业,其资金来源高度依赖于外部融资周期长和投入高的行业特性确立了资金在房地产发展过程中的重要地位。近年来,由于房地产行业融资乱象频发,针对房地产融资问题我国出台了大量的监管措施。此外,国家上调存款准备金率、缩紧银根等控制通货膨胀的宏观货币政策,也加大了房地产企业获取高额银
初中学生初次接触李商隐的《无题涛·相见时难别亦难》,有两点困惑:一是无题,感到新鲜但不易阅读理解。有题目的诗未必好懂,但题目总还是能给读行一些提示。
工程结构的损伤识别是近年来的研究热点。对很多大型结构来说,后期的损伤识别有重要的意义。已经有很多损伤识别的方法在逐渐被提出。果蝇优化算法是一种基于果蝇群体觅食行
技工教育是我国职业教育的重要组成部分,它是随着工业化发展而逐步发展起来的,已为工业现代化培养了大批合格技术工人和高技能人才。实习教学工作以及实习教学的质量,是衡量
麻涌镇打造“全国电商专业镇”又有突破性进展。7月22日,麻涌镇党政代表团在杭州与阿里巴巴集团高层展开磋商,共同推进阿里巴巴旗下的菜鸟网络在东莞麻涌建设华南区域总部。$$
报纸
目的 探讨同种异体骨髓间充质干细胞 (MSC)在大鼠心脏定居存活情况、同种异体移植是否可行。正常心脏微环境与梗死心脏微环境对骨髓间充质干细胞 (MSC)迁移、分化的影响。方
满城春色花正浓,最美人间四月天.自在南山,杜鹃怒放,姹紫嫣红,灿若云霞。2019年5月12日,由重庆市南岸区农业农村委员会、南岸区文化和旅游发展委员会、南山街道办事处、南山
五年前,一场深重的灾难让世界记住了汶川,记住了一位在瞬间张开双臂,用血肉之躯保护学生的人民教师、优秀共产党员。
话剧创作面临着挑战,演出数量有所减少。但演出形式探索步伐并未停止。在演出形式探索方面积累的艺术经验和表现技巧,仍在滋润着新舞台创作,尤其是多样性主体创造意识,仍在支持着
当前国内外大跨度桥梁建设蓬勃发展,高等级桥梁钢和桥梁缆索材料的用量不断攀升,市场前景十分良好。本文采用Zeiss金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM