Effect of ZnO modification on the performance of LiNi 0.5 Co 0.25 Mn 0.25 O 2 cathode material

Effect of ZnO modification on the performance of LiNi0.5Co0.25Mn0.25O2

cathode material

姓名：孙淑婷学号： 2012207477指导教师：唐致远

LiNiO2 由于其容量高、价格便宜和毒性小而得到广泛的研究。然而由于其难于合成以及较差的循环性能和较差的热稳定性而难于得到广泛的应用。用 Co 和 Mn 部分取代 Ni 而制备的三元材料 LiNi1−x−yCoxMnyO2

由于 Ni 、 Co 、 Mn 三元之间的协同作用而具有良好的电化学性能和热稳定性。因此成为最具有 应用前景的正极材料。LiNi0.5Co0.25Mn0.25O2 在电压范围为 3.0–4.3V 时 0.1 C 倍率放电容量为 174mAh g−1 。为了提高电化学循环性能， Al2O3 、 TiO2 、 ZnO 、 ZrO2 、 MgO 和 CeO2 用来表面修饰三元材料。本文通过溶胶凝胶法制备 ZnO 包覆的三元材料 LiNi0.5Co0.25Mn0.

25O2 并研究了其电化学性能和热稳定性。

3.以 1:1的比例将乙醇胺螯合剂加入到上述溶液中形成溶胶

4.将合成的三元材料加入到上述溶胶中升温至 80℃蒸干形成黑色凝胶

2.乙酸锌溶于 50℃不断搅拌的酒精溶液中形成透明溶液

1.溶胶凝胶法制备三元正极材料 LiNi0.5Co0.25Mn0.25O2

5. 将上述黑色凝胶烘干后于 700℃ 煅烧 3h 后研磨形成样品

4.EIS4.EIS测试测试

1.ICP-AES1.ICP-AES测试测试

2.2.电化学性能测试电化学性能测试

3.3.热稳定性测试热稳定性测试

1. ZnO 包覆的三元材料 LiNi0.5Co0.25Mn0.25O2 ICP 结果

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2.no-coated 与 ZnO-coated 样品 XRD 测试结果

3.no-coated 与 ZnO-coated 样品 SEM 图

4.no-coated 与 ZnO-coated 样品首次充放电循环

5.no-coated 与 ZnO-coated 样品循环性能

6.no-coated 与 ZnO-coated 样品不同倍率循环性能

7.no-coated与 ZnO-coated样品ＥＩＳ测试图

1.ZnO 包覆的 LiNi0.5Co0.25Mn0.25O2 并没有明显的改变其晶体结构，并且部分 Zn2+在高温加热过程中能够扩散进

晶体内部形成 Li–Ni–Co–Mn–Zn–O的固溶体结构。

2. ZnO 包覆能够有效的改变循环性能和倍率性能，但是在前几圈充放电过程中其放电比容量降低。 ZnO-coated 的三元材料的热稳定性也得到了提高。

3.ZnO 能够促进电解质的分解形成更稳定的 SEI 膜，并且能够抑制电子转移电阻的增大而保证更好的电化学性能。

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