【摘要】：采用氧化鋁修飾改性富鋰錳基正極材料,探討了表面活性劑在修飾改性中的作用。利用掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀、透射電子顯微鏡和電化學性能測試等方法對材料結構和電化學性能進行分析。實驗結果表明,十二烷基三甲基溴化銨(DTAB)能使Al_2O_3納米顆粒均勻包覆在富鋰錳基正極材料表面,有效增強了復合材料結構的穩(wěn)定性。在600 mA·g~(-1)電流密度下,該復合材料的初始放電容量為186mAh·g~(-1)。經(jīng)過500次循環(huán)后,其可逆放電比容量仍高于132 mAh·g~(-1),初始容量保持率高達71%。此外,電壓衰退也被有效抑制,復合材料表現(xiàn)出優(yōu)異的綜合電化學性能。
【圖文】：

，99.0%，上海麥克林生化科技有限公司)和1.5gLi[Li0.2Mn0.54Co0.13Ni0.13]O2加入到上述配制好的30mL表面活性劑溶液中，混合均勻后，放入80°C恒溫水浴鍋中并持續(xù)攪拌，通過氨水(濃度為3mol·L1)來調(diào)節(jié)混合液pH至8。反應4h后，將所得產(chǎn)物經(jīng)過濾、洗滌、80°C鼓風烘箱干燥，500°C條件下煅燒5h，冷卻至室溫后得到Al2O3修飾LLMO樣品(S2、S3)，，工藝如圖1所示。按照上述方法，將不加入表面活性劑所制備的樣品作為對比樣品(S4)。復合材料中Al2O3質(zhì)量百分比均為3%。2.2材料表征圖1Al2O3修飾LLMO合成示意圖Fig.1SchematicillustrationoftheformationprocessofAl2O3-modifiedLLMO

嗑噫婧?20°C真空干燥12h，用作工作電極。以金屬鋰片為負極，1mol·L1LiPF6的碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲基乙基酯(EMC)、碳酸二甲酯(DEC)(體積比為1:1:1)的混合溶液為電解液，Celgard2300作為隔膜，在充滿氬氣的手套箱中制成CR2032型扣式電池。采用新威電池測試系統(tǒng)在2.04.8V電化學窗口下測試電池充放電循環(huán)性能。采用上海辰華CHI660D電化學工作站以0.1mV·s1的掃描速率在2.04.8V掃描區(qū)間內(nèi)進行循環(huán)伏安(CV)測試，并在102105Hz頻率范圍內(nèi)進行電化學交流阻抗(EIS)測試。3結果與討論3.1結構與形貌圖2(a)是LLMO和Al2O3修飾LLMO的XRD圖譜。由XRD圖譜可看出，所有樣品均具有典型的α-NaFeO2結構，屬于R3m空間群，峰形尖銳，表明所得樣品結晶性良好。同時在圖2(a)中還可以觀察到雙岔峰(006)/(012)和(018)/(110)，由此說明復合材料具有良好的層狀結構24。在20°25°之間存在的衍射峰(見圖2(b))屬于C2/m空間群，這與過渡金屬層的陽離子排列有關，表明Li2MnO3組分的存在25。XRD圖譜中并沒有發(fā)現(xiàn)Al2O3衍射峰，這可能是由于Al2O3含量過低(3%)或Al2O3呈無定形狀態(tài)存在造成的。此外，所有材料的XRD圖譜均未發(fā)現(xiàn)雜峰，也無峰偏移，這表明在修飾過程中沒有雜質(zhì)產(chǎn)生，也沒有LLMO相結構改變。圖3是樣品的SEM照片和粒徑分布圖。LLMO和Al2O3修飾LLMO樣品形貌并沒有發(fā)生大的變化，均為不規(guī)則顆粒狀，且粒徑分布也沒有明顯變化，顆粒尺寸集中在250450nm之間。S1樣品表面光滑，S4樣品表面有Al2O3沉積層出現(xiàn)，且有局部團聚現(xiàn)象。S2和S3表面Al2O3小顆粒分散較為均勻，無明顯團聚現(xiàn)象，說明表明活性劑的存在可以抑制Al2O3團聚。S2和S3相比，S
【作者單位】： 浙江工業(yè)大學材料科學與工程學院;
【基金】：國家自然科學基金(21403196,51572240,51677170) 浙江省自然科學基金(LY15B030003,LY16E070004,LY17E020010) 福特汽車公司高校研究項目資助~~
【分類號】：TM912

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本文編號：2517530