学术会议
用于提升锂离子电池循环稳定性的多元素掺杂无钴富镍正极材料的火焰合成与性能研究
李金宇 王君雷 李世龙 陈国徽 王昆*

分会场

燃料电池与储能

摘要

锂离子电池富镍三元正极材料因具有容量高、成本低等优点被广泛应用于便携式电子产品、新能源汽车、储能等领域;受限于钴资源稀缺、价格波动高、毒性高等因素,下一代锂离子电池正极材料趋于富镍低钴或无钴,然而,富镍正极材料较差的循环稳定性制约了其进一步发展。传统正极材料制备方法步骤复杂、合成时间长、废液副产物难分离;火焰辅助喷雾热解方法(Flame Assisted Spray Pyrolysis, FASP)是一种新型纳米材料合成方法,利用火焰场提供的热量分解前驱体制备纳米材料,可一步合成正极材料、设备简单、耗时短、环境友好。基于火焰辅助喷雾热解方法,在富镍三元正极材料中采用镁钼两元素掺杂替代钴元素,其中,镁掺杂可以作为“支柱”离子稳定结构,钼掺杂可以阻碍材料与电解质直接接触发生副反应,从而提高材料循环稳定性。采用FASP方法制备Li(Ni0.8Mn0.16Mg0.02Mo0.02)O2正极材料,探究了合成条件对所制备材料的结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明:FASP可一步合成Li(Ni0.8Mn0.16Mg0.02Mo0.02)O2正极材料,在前驱体浓度2.0 M下具有较好的循环稳定性。

关键词

锂离子电池;正极材料;多元素掺杂;火焰辅助喷雾热解;电化学循环稳定性

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