TiO2(B)表面修饰富锂层状氧化物Li(Li0.17Ni0.2Mn0.58Co0.05)O2正极材料

无机材料学报, 2014, 29(12): 1257-1264. doi: 10.15541/jim20140047

TiO2(B)表面修饰富锂层状氧化物Li(Li0.17Ni0.2Mn0.58Co0.05)O2正极材料

1.南开大学新能源材料化学研究所,天津300071

2.南开大学新能源材料化学研究所,天津300071

3.南开大学新能源材料化学研究所,天津300071

基金项目: 国家自然科学基金(51272108) 高等学校博士学科点专项基金(20120031130002)National Natural Science Foundation of China(51272108) Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China (20120031130002)

关键词：锂离子电池 , 正极 , 富锂层状氧化物 , 表面修饰 , TiO2(B)

Surface Modification of Li-rich Layered Li(Li0.17Ni0.2Mn0.58Co0.05)O2 Oxide with TiO2(B) as the Cathode for Lithium-ion Batteries

Keywords： lithium ion battery , cathode , Li-rich layered oxide , surface modification , TiO2(B)

采用喷雾干燥法和沉淀法,制备了表面修饰TiO2(B) (2wt％、4wt％、6wt％和8wt％)的富锂层状氧化物Li(Li0.17Ni0.2Mn0.58Co0.05)O2正极材料.X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)结构测试分析结果表明,修饰TiO2(B)后样品的体相结构仍然保持初始样品的层状结构,仅氧化物颗粒表面附着有少量TiO2(B)纳米晶.示差扫描量热测试(DSC)表明,与初始样品比较,修饰TiO2(B)后样品的热稳定性得到明显改善.在2.0～4.8 V范围内进行恒流电化学性能测试.研究显示,在0.1C(1C=300 mA/g)倍率下,修饰4wt％TiO2(B)样品的首次放电比容量可达296.4 mAh/g,首次库伦效率则由初始样品的77.7％提升到修饰TiO2(B)后样品的84.3％,100周循环后电极容量保持率由初始样品的69.5％提升到修饰TiO2(B)后样品的80.2％.即使在阶梯倍率的2C倍率下,修饰4wt％TiO2(B)的样品仍具有较高的电化学容量(166.5 mAh/g).以上研究结果表明,表面修饰TiO2(B)纳米晶可以显著改善富锂层状氧化物Li(Li0.17Ni0.2Mn0.58Co0.05)O2的热稳定性和电化学性能.

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