电化学(中英文) ›› 2018, Vol. 24 ›› Issue (1): 72-80. doi: 10.13208/j.electrochem.170316
• 电镀与表面精饰近期研究专辑( 哈尔滨工业大学 安茂忠教授主编) • 上一篇 下一篇
魏雪霞1,黄嘉祺1,刘施阳1,程璇1,2*,张颖1,2
WEI Xue-xia1,HUANG Jia-qi1,LIU Shi-yang1,CHENG Xuan1,2*,ZHANG Ying 1,2
摘要:
采用溶胶-凝胶法得到前驱体,再通过固相烧结法制备10%钒改性碳包覆硅酸铁锂正极材料,系统考察了三种羧酸(即柠檬酸、乙酸、草酸)添加剂对10%钒改性碳包覆硅酸铁锂正极材料的相结构、表面形貌、界面特性和电化学性能的影响. 结果表明,三种羧酸添加剂制备的材料都能得到结晶性较好的P21和Pmn21混合相结构,主要杂质相为铁,此外还存在少量偏硅酸锂杂质. 以柠檬酸、乙酸、草酸为添加剂合成的10%钒改性碳包覆硅酸铁锂在0.1C倍率下的首次放电容量分别为144.7、140.3和168.7 mAh•g-1,最大容量分别为155.9、145.3和172.0 mAh•g-1出现在第7、15和2周,经50周循环后容量保持率分别为68.2%、76.7%和59.4%. 柠檬酸单位分子内含有三个羧酸根,以柠檬酸为添加剂合成的材料残留碳含量最高为7.8%,促进了铁杂质的形成,较大的电荷传质电阻(147 Ω)使得库伦效率较低,循环性能较差。相反,乙酸分子中只含有一个羧酸根,以乙酸为添加剂合成的材料中铁杂质相最少,电荷传质电阻(73 Ω) 最低,导致容量保持率最高,循环性能最好. 草酸分子中含有两个羧酸根,以草酸为添加剂合成的材料形成较大的花状形貌,得到合适的残留碳含量(6%),极大地提高了锂离子迁移率(3.85×10-15 cm2•s-1),从而取得超过一个锂离子(1.05)的脱嵌.
中图分类号: