体相工程与表面重构提高锂离子电池高镍三元正极的电化学性能

序号:678 赛区:华中赛区 得票数:0


高镍层状正极(LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2,NCM9055)由于具有低成本和高容量的优点被认为是很有应用前景的锂离子正极材料。然而,其界面和结构的不稳定严重阻碍了其商业化应用。本文首次将NbOPO4·3H2O和Nb2O5两种铌源结合,通过高温固相法成功合成了Nb5+掺杂和Li3PO4包覆的LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2。研究表明Nb掺杂增强了层状结构的稳定性,同时,Li3PO4涂层有效地防止了表面吸水,显著增强了界面的稳定性。这种双重改性正极Li(Ni0.90Co0.05Mn0.05)0.985Nb0.015O2@Li3PO4(NCM-2)拥有优异的电化学性能,其在0.1 C和1 C下首次放电比容量分别可达203.33 mAh g-1和196.04 mAh g-1,更令人兴奋的是,NCM-2在1 C电流密度下循环200容量保持率高达91.38%,远高于初始NCM的49.96%。此外,NCM-2在5 C大倍率下,放电比容量可达175.63 mAh g-1。本研究为提高富镍正极的结构和界面稳定性提供了一种简单有效的方法。