研究氫氧化物共沉淀反應的氨濃度對Ni_0.9Co_0.05Mn_0.05（OH）₂前驅體及正極材料的影響。結果表明,高氨濃度下制備的前驅體H-NCM具有更大的一次晶粒和二次顆粒粒徑,且一次晶粒有序定向生長形成高暴露{010}晶面。其正極材料H-LNCM的{010}活性晶面增大、鋰鎳混排降低以及鋰離子擴散系數(shù)提高,從而產(chǎn)生優(yōu)異的電化學性能。在2.7～4.3 V電壓區(qū)間,0.1 C倍率下放電比容量為218.31 mAh·g^-1,5 C倍率下的放電容量為152.24 mAh·g^-1,1 C倍率下循環(huán)100次的容量保持率為76.05%,均優(yōu)于L-LNCM材料。 

【文章來源】：廣州化工. 2020,48(22)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

L-NCM (a, c)和H-NCM (b, d)前驅體的SEM圖

圖1 L-NCM (a, c)和H-NCM (b, d)前驅體的SEM圖為了觀察H-NCM前驅體的截面形貌,將其進行FIB測試,其SEM如圖2所示。從圖2可以看出,H-NCM前驅體的內(nèi)部存在孔和空隙,這可能是反應初期共沉淀體系中氨的濃度較低,其一次晶粒納米片無序堆積而成。而在顆粒的內(nèi)中部到表面,前驅體呈現(xiàn)一次晶粒納米片徑向有序排列,其長度在800 nm以上。研究表明[11],有序排列的徑向結構對正極材料的電化學性能有所提高,緩解材料在充放電過程中所產(chǎn)生的體積應變,并且{010}晶面是活性晶面,加快鋰離子的傳輸。

2.2 正極材料的物性分析觀圖3可知,兩個材料的XRD衍射圖譜均可被索引為具有α-NaFeO2六方層狀結構, R 3 ˉ m 空間群,并且未檢測出雜相。兩個材料的特征峰清晰尖銳,且006/102和108/110峰分裂明顯,表明材料的結晶性好,且具有高度有序層狀結構[12]。表1為兩個樣品的XRD精修結果,其Rwp和Rp值均小于5%,說明精修數(shù)據(jù)可靠。從表1可知,H-LNCM樣品具有更大的c值,這與其暴露{010}晶面有關,表明具有更寬的鋰離子擴散通道[13]。此外,兩個樣品的I(003)/I(104)的值均大于1.2,說明材料的Li+/Ni2+混排度較低[14]。其中H-LNCM具有最大的I(003)/I(104)值為1.755,表明該樣品的陽離子混排更低,期望具有更優(yōu)異的電化學性能。


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