氯掺杂富锂正极材料Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2调控晶格氧反应活性及电化学性能

摘要：

富锂正极材料因具有能量密度高、电压窗口大等优点受到关注,然而首次Coulombic效率低、循环性能差等缺点阻碍了其商业化应用.采用共沉淀法并通过不同摩尔比的氯离子(Cl-)掺杂制备了Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2-xClx(x=0,0.025,0.050,0.100)富锂正极材料.通过X射线光电子能谱、原位X射线衍射和恒电流间歇滴定等技术系统研究了Cl-掺杂对其电化学性能提升的调控机制.结果表明:Cl-掺杂量为0.05时,该正极材料在0.2 C倍率下首次Coulombic效率由72.8％提升至81.5％,在1C倍率下经200圈循环,容量保持率由57.9％提升至79.1％.材料优异的电化学性能归因于Cl-掺杂能调控材料中O2-的电化学行为,使其更多氧化为On-(n＜2),抑制O2的产生和逸出,减小结构的破坏.同时,由于Cl-具有较大的离子半径,能扩大富锂材料的层间距,降低极化过电位,加快锂离子扩散速率,因此有效提升富锂正极材料的首次Coulombic效率和循环性能.

关键词：锂离子电池、富锂正极材料、阴离子掺杂、循环性能

所属期刊栏目：50

分类号：TM912.9

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;安徽省科技重大专项

在线出版日期：2023-02-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：2579-2590