理论教育 液相处理方法对富锂材料的循环稳定性和倍率性能的影响

液相处理方法对富锂材料的循环稳定性和倍率性能的影响

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:Kang等[133]还提出使用0.1 mol/L HNO3溶液对材料进行处理,处理后的富锂材料的首次库仑效率有所提高,但循环稳定性和倍率性能都有所下降。Guo等[136]使用高浓度H2SO4/NiSO4/CoSO4溶液对富锂锰基材料进行处理,在材料表面和体相晶格内制造一些结构缺陷,以提高材料的循环性能并抑制电压衰减。

液相处理方法对富锂材料的循环稳定性和倍率性能的影响

Kang等[132]在早期研究中就尝试使用温和酸性的溶液[NH4PF6,(NH43AlF6和NH4BF4]处理富锂锰基材料,由于电极表面被含氟物质腐蚀和钝化后形成了具有较好化学稳定性的氟化层,因此溶液处理后的材料的循环稳定性以及倍率性能都有明显提高。Kang等[133]还提出使用0.1 mol/L HNO3溶液对材料进行处理,处理后的富锂材料的首次库仑效率有所提高,但循环稳定性和倍率性能都有所下降。

Denis等[134]发现,利用(NH42SO4溶液的硫酸根阴离子处理与用酸处理不同,硫酸根处理的材料不发生Li+与H+置换,只从材料中溶出Li+,研究发现,富锂锰基材料的倍率性能明显提高,拉曼光谱测试表明材料表面部分结构从层状转变为尖晶石类型,同时伴随有Li和O的共同脱出。另外,他们还通过强还原性维生素C(C6H8O6)保留Li去除活性材料中的O来得到尖晶石结构,从而提升材料的倍率性能。

杨泽亮等[56]通过在酸性环境下使材料发生化学活化产生表面氧空位来降低表面氧分压,从而显著抑制材料在充、放电过程中产生氧气,并通过激活四面体间隙中的锂离子,有效地提高离子导电性。在此过程中,抽出适量的氧化锂,保留了深度至少为 12 nm 的氧空位层。表面氧空位减少了氧和其他高活性氧物质的产生,形成了较薄的阴极电解质中间相(Cathode Electrolyte Interphase,CEI)膜。改性材料表现出优异的倍率性能和循环稳定性,在5 C下的放电比容量高达 222.1 mAh·g-1。在高倍率的 300 次循环之后,材料表现出极其优异的稳定性,具有约70%的容量保持率。(www.daowen.com)

Han等[135]用过硫酸铵((NH42S2O8)溶液对Li1.2Ni0.16Co0.08Mn0.56O2(0.5Li2MnO3·0.5LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2)进行处理,研究发现,(NH42S2O8溶液能从Li2MnO3中提取锂离子同时保持较好的层状结构,虽然降低了在4.5 V以上的充电容量,但提高了首次库仑效率以及倍率性能。Guo等[136]使用高浓度H2SO4/NiSO4/CoSO4溶液对富锂锰基材料进行处理,在材料表面和体相晶格内制造一些结构缺陷,以提高材料的循环性能并抑制电压衰减。

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