关键词:
Li[Ni_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)]O_(2)
锂离子电池
正极材料
电化学性能
钙掺杂
摘要:
【目的】锂离子电池因其在循环寿命、能量密度及成本方面的优势,受到了广泛关注。正极材料是实现锂离子电池高能量存储的关键。其中,高镍三元材料因其成本低和容量高等优点成为正极材料的首选,但由于镍元素的存在,发生锂镍混排,电池循环稳定性极差。因此,对三元L[i Ni_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)]O_(2)(NCM811)材料的制备和钙掺杂改性进行研究。【方法】采用共沉淀法制备三元材料NCM811的前驱体,通过分析不同静置时间对颗粒形貌、结构以及电化学性能的影响,得到最佳合成条件,并以Ca(OH)_(2)作为钙源对NCM811三元材料进行掺杂改性。【结果】研究表明,静置10 h的倍率下表现出更好的性能,但静置时间为1 h的首次放电比容量较高;静置1 h和10 h在100次循环后的放电比容量和容量保持率十分接近;钙掺杂为3%时反而会出现相反的影响,导致阳离子混排加剧,循环和倍率性能变差,最终得出2%为钙掺杂的最佳掺杂量;最优掺杂量2%的NCM材料在0.1 C的首圈放电比容量为178.25 mA·h/g,库伦效率为81.55%,1 C倍率循环100圈后放电比容量为154.64 mA·h/g和容量保持率为86.37%;材料合成时静置时间10 h具有更好的倍率性能;【结论】适量的钙掺杂可以降低阳离子混排程度,大幅提高了三元材料的放电比容量和容量保持率,改善三元材料的循环和倍率性能。