硼高效摻雜LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正極材料及其性能提升機制

編號：NMJS07882

篇名：硼高效摻雜LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正極材料及其性能提升機制

作者：朱華威 余海峰 江仟仟 楊兆峰 江浩 李春忠

關(guān)鍵詞： LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 高電壓 硼摻雜 鋰離子電池

機構(gòu)： 華東理工大學超細材料制備與應用教育部重點實驗室

摘要： 高鍵能異質(zhì)原子的高效摻雜是穩(wěn)定高電壓LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(NCM)三元正極材料并提升其電化學性能的有效策略。借助含硼前體在二次顆粒表面富集及隨后高溫煅燒強化B3+體相擴散的策略,構(gòu)建了硼離子高效摻雜NCM正極材料(NCM-B)。引入B—O鍵(鍵能:809 kJ·mol^−1)抑制了電化學反應過程中晶格氧析出,進而穩(wěn)定材料的氧離子框架;此外,表面殘余的高鋰離子導體Li2O-B2O3包覆層可以在一定程度上穩(wěn)定電極-電解液界面。與改性前NCM相比,改性后的NCM-B正極材料在3.0~4.5 V電壓區(qū)間的可逆比電容量可以達到193.7 mA·h·g^−1,在10 C大功率下,比電容量仍保持120 mA·h·g^−1(NCM僅為78.2 mA·h·g^−1)。1 C下連續(xù)循環(huán)100圈后,比電容量保持率從73%提升到90%。表面富集和擴散強化的思想也有望實現(xiàn)其他正極材料的高效摻雜。