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采用基于乙醇体系的一步草酸共沉淀法制备层状富锂锰基正极材料(英文)
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O646[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]北京理工大学材料学院,北京100081, [2]北京电动车辆协同创新中心,北京100081, [3]中国北方车辆研究所,北京100072
  • 相关基金:国家重点基础研究发展规划项目(973)(2015CB251100),国家自然科学基金(51472032,51202083),新世纪优秀人才支持计划(NCET-13-0044),北京市共建项目(20150939013)和北京理工大学重大项目培育专项计划项目(2013CX01003)资助
中文摘要:

首次报道了一种新颖的基于乙醇溶液的一步草酸共沉淀法合成富锂锰基正极材料的方法。在这种方法中,包括锂元素在内的所有元素均能在共沉淀反应步骤发生沉淀反应,以此实现更为均匀的元素混合。此外,相比传统的草酸铵共沉淀法,该法省略了前驱体初烧的步骤,节约了合成的时间和成本。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学测试等检测手段表征了所得样品的晶体结构与电化学性能,研究了两种方法所制备的富锂锰基正极材料的结构、形貌与电化学性能。结果表明,一步草酸共沉淀法合成的富锂材料,拥有更好的结晶性、更大的层间距;材料的颗粒更为均匀和细小。这些晶体结构与形貌上的优势,使得该法制备的富锂材料展现出了更高的放电比容量、更好的循环性能和倍率性能。这些结果均展示了我们所提出的一步草酸共沉淀法的可行性与优势。这种新颖而简便的共沉淀法,可推广于其他层状材料的合成与设计。

英文摘要:

We synthesized layered lithium-rich cathode materials by a novel ethanol-based one-step oxalate coprecipitation method. Using this method, all the elements including lithium could be coprecipitated during the coprecipitation reaction process to realize a homogeneous mixture of lithium and transition metal elements. In addition, compared with the conventional ammonium oxalate coprecipitation method, the precursor preheating process was eliminated, which should decrease reaction time and cost. X- ray diffraction(XRD), scanning electron microscopy(SEM), and electrochemical measurements were used to investigate the differences in the crystal structure, morphology and electrochemical performance of samples synthesized using the above two methods. Compared with the samples synthesized by the conventional ammonium oxalate coprecipitation method, samples prepared by our novel one-step oxalate coprecipitation method exhibit higher crystallinity with larger interlayer spacing, and smaller, more homogeneous particles. Such crystal structure and morphology endow the samples prepared by the oxalate coprecipitation method with better discharge capacity, cycle performance and rate performance than those synthesized by the conventional method. The simple, efficient coprecipitation method developed here may provide a new approach to fabricate layered materials for highperformance lithium-ion batteries.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781