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焙烧气氛对LiNi0.5Mn0.5O2中Li/Ni混排及电化学性能的影响
  • 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]复旦大学化学系,新能源研究院,上海催化材料功能研究实验室,上海200438
  • 相关基金:国家重点基础研究发展规划(973)(2009CB220100); 国家高技术研究发展计划(863)(2009AA033701); 上海催化材料功能研究实验室(08DZ2270500)资助项目
中文摘要:

用固相法分别在氧气和空气气氛下合成了层状锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn0.5O2,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电化学阻抗谱(EIS)及充放电性能测试对其结构、形貌和电化学性质进行表征,用Rietveld精修计算晶体结构中的Li/Ni混排率,研究了混排率与电化学性能的关系.结果显示,在不同的焙烧气氛下均能合成出纯相和结晶性良好的LiNi0.5Mn0.5O2,但两种材料在电化学性能上存在一定的差异.氧气气氛下焙烧合成的材料在首次放电容量,循环稳定性方面均优于空气气氛下合成的材料.在0.1C充放电条件下氧气气氛下焙烧得到的LiNi0.5Mn0.5O2材料首次放电容量达到178mAh·g-1,充放电循环50圈后容量为165 mAh·g-1,容量保持率为92.7%;而在空气气氛下焙烧得到的LiNi0.5Mn0.5O2材料首次放电容量为164mAh·g-1,充放电循环50圈后容量为137 mAh·g-1,容量保持率为83.5%.氧气气氛下合成的材料具有较优的电化学性能可归因于氧气气氛下焙烧合成的LiNi0.5Mn0.5O2具有较小的Li/Ni混排率.

英文摘要:

Layered LiNi0.5Mn0.5O2 was synthesized by a solid state reaction method under air or oxygen atmosphere.The obtained materials were characterized by X-ray diffraction(XRD),scanning electron microscopy(SEM),transmission electron microscopy(TEM),electrochemical impedance spectroscopy(EIS),and charge-discharge tests.The results show that the LiNi0.5Mn0.5O2 synthesized by the solid state reaction method under both air and oxygen atmospheres give a pure phase and good crystallinity,however,their electrochemical performance differs.The material synthesized under oxygen gives better electrochemical performance including a higher first discharge capacity and better cycle stability.At a rate of 0.1C the first discharge capacity of the material synthesized under oxygen was found to be 178 mAh·g-1.After 50 charge and discharge cycles the discharge capacity was still 165 mAh·g-1 giving a capacity retention rate of 92.7%.For the material synthesized under air,the first discharge capacity at a rate of 0.1C was found to be 164 mAh·g-1.After 50 charge and discharge cycles,the discharge capacity was 137 mAh·g-1 giving a capacity retention rate of 83.5%.The reason for the material synthesized under oxygen having better electrochemical performance than the material synthesized under air is due to the oxygen atmosphere suppressing the Li/Ni exchange ratio in LiNi0.5Mn0.5O2.

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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