【摘 要】
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富镍正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)具有低成本、 可逆容量大等优势,是一种受到广泛研究的、 极具商业化应用潜力的正极材料.然而高的镍含量会使电极表面结构不稳定性
【机 构】
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西安建筑科技大学西安市清洁能源重点实验室
【基金项目】
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国家自然科学基金资助项目(51202179),教育部国家科学技术研究重点项目(212174)。
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富镍正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)具有低成本、 可逆容量大等优势,是一种受到广泛研究的、 极具商业化应用潜力的正极材料.然而高的镍含量会使电极表面结构不稳定性加剧,晶面间距降低,从而导致较差的循环性能与倍率性能.在采用共沉淀法制备纯样NCM811正极材料基础上,采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)辅助磷酸锌(Zn3(PO4)2)包覆NCM811正极材料,XRD图谱表明,ZnO添加量(质量分数)3％时的改性样品(NCM2)的I(003)/I(104)值最大,c/a值较纯样的大,具有较低的Li+/Ni2+混排程度.同时,Zn2+进入电极材料表面晶格,使晶面间距扩大,(003)平面内原子散射能力提升.X射线光电子能谱(XPS)、 扫描电镜(SEM)及能谱(EDS)等表征结果表明,Zn3(PO4)2均匀包覆在正极材料颗粒表面.NCM2在0.1C电流密度下进行100次循环后的容量为191 mAh·g-1,容量保持率为92％,而未改性样品的容量保持率为87％.在5C电流密度下NCM2放电比容量比纯样高43％.循环伏安曲线和电化学阻抗谱结果表明,改性后正极材料电化学极化降低且Li+扩散速率提高,提升了正极材料的循环性能和倍率性能.
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