微量CNTs包覆對LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 正極材料電化學性能的影響
發(fā)布時間：2021-03-03 06:29
利用高溫固相法制備LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正極材料,通過混酸處理和離心過濾CNTs以得到單壁碳納米管（SWCNTs）,再添加分散劑二甲基甲酰胺（DMF）后與LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2混合,利用超聲分散與噴霧干燥法將不同量的CNTs均勻包覆在LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正極材料的表面。CNTs/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2復合材料通過SEM、XRD以及電化學測試系統(tǒng)進行表征和測試。結(jié)果表明CNTs包覆量為0.5%（質(zhì)量分數(shù)）的CNTs/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2復合材料性能最佳。在0.1,5 C下的...
【文章來源】：材料工程. 2020,48(05)北大核心
【文章頁數(shù)】：7 頁
【部分圖文】：
CNTs/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2復合材料制備工藝圖
復合材料循環(huán)100 次后的Nyquist圖
圖2是樣品通過XRD測試所得到的X射線衍射圖譜,通過擬合計算晶胞參數(shù)(見表1),可以得出各個樣品都具有較大的晶格常數(shù)c/a值,也表示了層狀結(jié)構(gòu)較為明顯,且不同CNTs包覆量的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2都具有良好的α-NaFeO2層狀結(jié)構(gòu);且CNTs/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2復合材料的(108/110),(006/102)這兩組峰分裂明顯,結(jié)構(gòu)較完整。陽離子的混排程度用R=I(003)/I(104)的峰強比來表示,比值R越大混排程度越低。研究表明:R≥1.2時,其混排程度較低[18-19]。通過擬合計算晶胞參數(shù)得到表1中的R值,可以觀察到包覆CNTs的復合材料的R值都高達1.4,說明通過CNTs包覆一定程度上降低了LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的混排程度。包覆量為0.5%的CNTs/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2復合材料的I(003)/I(104)峰強比值在這六組中最大,混排程度最低,而且CNTs的加入并不影響LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2結(jié)構(gòu)。CNTs具有獨特的管狀結(jié)構(gòu)以及和球型LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2形成的間隙增大了Li+的脫-嵌空間,更有利于鋰離子的傳遞,從而有效降低了Li+和Ni2+交錯占位現(xiàn)象的產(chǎn)生。而在通過包覆CNTs,在復合材料再次熱處理的過程中一定程度上也改善了陽離子的混排程度。表1 CNTs/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2復合材料的晶胞參數(shù)Table 1 Cell parameters of CNTs/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2composites Sample a/nm c/nm c/a R=I(003)/I(104) 0% CNTs 0.28779 1.41988 4.9337 1.375807 0.1% CNTs 0.28736 1.42098 4.9449 1.415897 0.3% CNTs 0.28687 1.42044 4.9515 1.415907 0.5% CNTs 0.28614 1.41987 4.9622 1.416087 0.7% CNTs 0.28634 1.41945 4.9572 1.415867 1% CNTs 0.28658 1.42025 4.9559 1.415763
【參考文獻】：
期刊論文
[1]鋰離子電池高鎳三元材料的研究進展[J]. 袁頌東,楊燦星,江國棟,熊劍,艾青,黃仁忠. 材料工程. 2019(10)
[2]富鎳三元層狀氧化物LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正極材料[J]. 馮澤,孫旦,唐有根,王海燕. 化學進展. 2019(Z1)
[3]碳納米管與石墨烯協(xié)同改性天然石墨及其電化學性能[J]. 鄧凌峰,彭輝艷,覃昱焜,吳義強. 材料工程. 2017(04)
[4]高鎳系三元層狀氧化物正極材料容量衰減機理的研究進展[J]. 李想,葛武杰,王昊,瞿美臻. 無機材料學報. 2017(02)
[5]碳納米管包覆量對天然石墨負極材料的電化學性能的影響[J]. 鄧凌峰,彭輝艷,覃昱焜,吳義強. 功能材料. 2016(12)
[6]碳納米管的電化學性質(zhì)及其應(yīng)用研究[J]. 胡陳果,王萬錄. 功能材料. 2005(05)
碩士論文
[1]鋰硫電池正極材料的制備及其電化學性能的研究[D]. 劉力.石河子大學 2018
[2]LiNi1-x-yCoxAlyO2高鎳三元正極材料的制備及改性研究[D]. 阮澤文.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[3]鋰離子電池鎳鈷錳三元正極材料的合成與改性研究[D]. 李龍.清華大學 2012
本文編號：3060792
【文章來源】：材料工程. 2020,48(05)北大核心
【文章頁數(shù)】：7 頁
【部分圖文】：
CNTs/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2復合材料制備工藝圖
復合材料循環(huán)100 次后的Nyquist圖
圖2是樣品通過XRD測試所得到的X射線衍射圖譜,通過擬合計算晶胞參數(shù)(見表1),可以得出各個樣品都具有較大的晶格常數(shù)c/a值,也表示了層狀結(jié)構(gòu)較為明顯,且不同CNTs包覆量的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2都具有良好的α-NaFeO2層狀結(jié)構(gòu);且CNTs/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2復合材料的(108/110),(006/102)這兩組峰分裂明顯,結(jié)構(gòu)較完整。陽離子的混排程度用R=I(003)/I(104)的峰強比來表示,比值R越大混排程度越低。研究表明:R≥1.2時,其混排程度較低[18-19]。通過擬合計算晶胞參數(shù)得到表1中的R值,可以觀察到包覆CNTs的復合材料的R值都高達1.4,說明通過CNTs包覆一定程度上降低了LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的混排程度。包覆量為0.5%的CNTs/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2復合材料的I(003)/I(104)峰強比值在這六組中最大,混排程度最低,而且CNTs的加入并不影響LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2結(jié)構(gòu)。CNTs具有獨特的管狀結(jié)構(gòu)以及和球型LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2形成的間隙增大了Li+的脫-嵌空間,更有利于鋰離子的傳遞,從而有效降低了Li+和Ni2+交錯占位現(xiàn)象的產(chǎn)生。而在通過包覆CNTs,在復合材料再次熱處理的過程中一定程度上也改善了陽離子的混排程度。表1 CNTs/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2復合材料的晶胞參數(shù)Table 1 Cell parameters of CNTs/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2composites Sample a/nm c/nm c/a R=I(003)/I(104) 0% CNTs 0.28779 1.41988 4.9337 1.375807 0.1% CNTs 0.28736 1.42098 4.9449 1.415897 0.3% CNTs 0.28687 1.42044 4.9515 1.415907 0.5% CNTs 0.28614 1.41987 4.9622 1.416087 0.7% CNTs 0.28634 1.41945 4.9572 1.415867 1% CNTs 0.28658 1.42025 4.9559 1.415763
【參考文獻】：
期刊論文
[1]鋰離子電池高鎳三元材料的研究進展[J]. 袁頌東,楊燦星,江國棟,熊劍,艾青,黃仁忠. 材料工程. 2019(10)
[2]富鎳三元層狀氧化物LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正極材料[J]. 馮澤,孫旦,唐有根,王海燕. 化學進展. 2019(Z1)
[3]碳納米管與石墨烯協(xié)同改性天然石墨及其電化學性能[J]. 鄧凌峰,彭輝艷,覃昱焜,吳義強. 材料工程. 2017(04)
[4]高鎳系三元層狀氧化物正極材料容量衰減機理的研究進展[J]. 李想,葛武杰,王昊,瞿美臻. 無機材料學報. 2017(02)
[5]碳納米管包覆量對天然石墨負極材料的電化學性能的影響[J]. 鄧凌峰,彭輝艷,覃昱焜,吳義強. 功能材料. 2016(12)
[6]碳納米管的電化學性質(zhì)及其應(yīng)用研究[J]. 胡陳果,王萬錄. 功能材料. 2005(05)
碩士論文
[1]鋰硫電池正極材料的制備及其電化學性能的研究[D]. 劉力.石河子大學 2018
[2]LiNi1-x-yCoxAlyO2高鎳三元正極材料的制備及改性研究[D]. 阮澤文.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[3]鋰離子電池鎳鈷錳三元正極材料的合成與改性研究[D]. 李龍.清華大學 2012
本文編號：3060792
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3060792.html
最近更新
教材專著
