理论教育 富锂材料表面包覆的改性方法

富锂材料表面包覆的改性方法

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:表面包覆是层状富锂材料最常见的改性方法。包覆可以降低正极材料和电解质之间发生副反应的可能性,同时抑制充电期间过渡金属离子溶解到电解质中引起的晶格畸变。图5-22富锂锰基材料表面包覆改性示例均匀Zr表面包覆-掺杂共改性[40];聚阴离子PO43-表面包覆-掺杂共改性[41];碳包覆调制氧分布[42];多重包覆结构[43]

富锂材料表面包覆的改性方法

表面包覆是层状富锂材料最常见的改性方法。其表面包覆改性手段繁多,包括无机物和有机物的简单包覆、预处理引起材料表面结构转变的特征包覆、特殊设计的复杂结构包覆等,典型的包覆改性示例如图5-22所示。包覆可以降低正极材料和电解质之间发生副反应的可能性,同时抑制充电期间过渡金属离子溶解到电解质中引起的晶格畸变。Li等[36,37]报道了LiNixMn2-xO4(0≤x≤0.5)-Li1.2Mn0.6Ni0.2O2尖晶石异质结构包覆的设计,通过这种设计,材料的倍率性能比原始材料大幅提高,在10 C倍率下能达到180 mAh·g-1以上;Guo等报道了Li4Mn5O12尖晶石结构材料包覆富锂锰基正极材料可以有效抑制表面晶格氧释放,在0.2 C倍率下材料循环300次后容量保持率高达83.1%,显著提升了材料的循环稳定性[38];Liu等[39]在Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2表面包覆缺氧化合物Ce0.8Sn0.2O2-σ,可在首周捕获释放的氧元素,减少了首周氧元素的不可逆逸出,并且还能在活性材料表面生成尖晶石组分,降低了富锂层状材料的首周不可逆容量损失,使首周库仑效率高达92.77%。

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图5-22 富锂锰基材料表面包覆改性示例

(a)均匀Zr表面包覆-掺杂共改性[40];(b)聚阴离子PO43-表面包覆-掺杂共改性[41];(c)碳包覆调制氧分布[42];(d)多重包覆结构[43]

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