微量熔鹽法輔助改性超高鎳單晶材料

編號：FTJS09777

篇名：微量熔鹽法輔助改性超高鎳單晶材料

作者：張玨 曹堂哲 雷英 王洪輝

關(guān)鍵詞： 鋰離子電池 超高鎳 單晶材料 元素?fù)诫s 微量熔鹽法

機(jī)構(gòu)： 四川輕化工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院

摘要： 超高鎳LiNi0.92Co0.04Mn0.04O2單晶(SC)被視為一種非常有前途的高能量密度正極材料,但其單晶材料存在首圈庫倫效率低、充放電比容量較低以及鋰離子擴(kuò)散速度慢等一系列問題。稀土離子La3+摻雜可以改善單晶材料循環(huán)性能,然而單晶顆粒的生長往往受到抑制,需要提高燒結(jié)溫度。本文通過LiOH–La(NO3)3–LiF形成微量熔鹽體系,提高局部反應(yīng)溫度來促進(jìn)La3+和F-摻雜與晶粒生長,研究了La(NO3)3、LiF用量對SC層狀結(jié)構(gòu)、晶體形貌和電化學(xué)性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,LiOH–La(NO3)3–LiF微量熔鹽法摻雜改性對SC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、顆粒形貌、首次充放電容量、倍率特性、循環(huán)性能具有明顯的改善作用;適量的La3+和F–摻雜能夠增強(qiáng)單晶材料的晶體結(jié)構(gòu),降低Li+脫嵌過程中的遷移能壘,也提高了Li+的脫嵌速度;同時緩解了單晶材料在循環(huán)過程中內(nèi)部應(yīng)力累積,提高了單晶材料的鋰離子擴(kuò)散速率與長循環(huán)穩(wěn)定性。該種局部熔鹽輔助摻雜的方法為開發(fā)高性能超高單晶正極材料提供了良好的借鑒。