锂离子电池正极材料LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O2和LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O2/LiFePO4容量衰减原因分析
收稿日期: 2016-12-29
修回日期: 2017-02-20
网络出版日期: 2017-02-23
Capacity Fading Analyses of LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O2and LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O2/LiFePO4 Cathode Materials for Lithium-Ion Battery
Received date: 2016-12-29
Revised date: 2017-02-20
Online published: 2017-02-23
采用湿法球磨法制备了锂离子电池混合正极材料LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O2/LiFePO4 (NMC532/LFP). 通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、充放电测试和电化学阻抗谱测试(EIS)等方法研究对比了LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O2(NMC532)和LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O2/LiFePO4 (NMC532/LFP)的容量衰减机理,结果表明:循环50次和60℃高温存储后,NMC532/LFP的容量保持率分别为97.80%、86.48%,其循环和高温存储性能较好. 循环和高温存储后NMC532和NMC532/LFP的电荷传递阻抗Rct明显增大,但NMC532/LFP的Rct较小. NMC532和NMC532/LFP的I(003)/I(104)值都有所减小,但NMC532/LFP的I(003)/I(104)值比NMC532的大,即NMC532/LFP材料的阳离子混排现象有所改善. 循环后NMC532、NMC532/LFP颗粒没有出现明显的表面开裂和链接断裂现象,但NMC532颗粒有部分发生粉化. 高温储存后NMC532颗粒表面出现裂纹,且颗粒之间的链接断裂,NMC532/LFP颗粒表面出现轻微粉化. 材料结构规整度下降,阳离子混排程度加剧,电荷传递阻抗增大是NMC532和NMC532/LFP容量衰减的主要原因.
关键词: 湿法球磨法; 锂离子电池; 混合正极材料; LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O2/LiFePO4; 容量衰减机理
胡燚,何湘柱, 邓忠德,孔令涌,尚伟丽 . 锂离子电池正极材料LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O2和LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O2/LiFePO4容量衰减原因分析[J]. 电化学, 2017 , 23(6) : 675 -683 . DOI: 10.13208/j.electrochem.161229
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