高校化学工程学报

2020, (04) 1060-1068

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熔盐燃烧合成LiNi0.01CrxMn1.99-xO4(x ≤ 0.07)正极材料及电化学性能
Synthesis of LiNi0.01CrxMn1.99-xO4 (x ≤ 0.07) cathode materials by molten salt combustion and their electrochemical properties

罗学英1;2;李燕1;2;郭俊明1;2;向明武1;2;苏长伟1;2;刘晓芳1;2;白红丽1;2;段开娇1;2

摘要(Abstract):

采用熔盐燃烧法制备Ni和Cr共掺杂尖晶石LiNi0.01CrxMn1.99-xO4(掺杂Cr的量x ≤ 0.07)正极材料,以改善锂离子电池正极材料的电化学性能。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等对其晶体结构、微观形貌和物相组成进行表征,并利用恒电流充放电测试、循环伏安(CV)和电化学阻抗谱(EIS)对电化学性能进行研究。结果表明,样品均为单相尖晶石LiMn2O4结构,颗粒尺寸在50~100 nm。x=0.05样品具有高的Li+扩散系数和低的电荷转移电阻,表现出优良的动力学性能和电化学性能。在1 C,x=0.05样品首次放电比容量为114.3 mA·h·g-1,循环500次后的容量保持率为74.8%,即使在20和30 C的较高倍率,经过1 000次长循环后,仍分别保持51.9%和43.1%的容量保持率。适量的Ni-Cr共掺杂提高了LiMn2O4的晶体结构稳定性,改善了电化学性能。

关键词(KeyWords): 熔盐燃烧法;Ni-Cr共掺杂;LiMn2O4;正极材料;锂离子电池

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家自然科学基金(51462036,U1602273,51972282)。

作者(Author): 罗学英1;2;李燕1;2;郭俊明1;2;向明武1;2;苏长伟1;2;刘晓芳1;2;白红丽1;2;段开娇1;2

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DOI: 10.3969/j.issn.1003-9015.2020.04.028

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