矿冶工程

作者：王楚, 李灵均, 曾爱香, 谭磊, 周友元

单位：1.长沙理工大学 材料科学与工程学院,湖南 长沙 410000; 2.长沙理工大学 能源与动力工程学院,湖南 长沙 410000; 3.湖南长远锂科股份有限公司,湖南 长沙 410000

关键词：锂离子电池,正极材料,高镍无钴正极材料,铝掺杂,长循环性能

基金：国家自然科学基金(51774051);湖南省湖湘青年英才(2019RS2034);湖南省自然科学基金(2018JJ2428);湖南省高新技术产业科技创新先导计划(2020GK2072);长沙理工大学专业学位研究生实践创新与创业能力提升项目(SJCX202090)

采用固相法合成了铝掺杂的层状高镍无钴LiNi_0.95Mn_0.05O₂正极材料,并利用结构分析方法和电化学测试手段研究了铝掺杂对LiNi_0.95Mn_0.05O₂正极材料晶体结构和电化学性能的影响。结果表明,Al均匀地掺杂到了正极材料二次颗粒体相中,不仅使材料晶胞参数发生了变化,还降低了材料的Li⁺/Ni²⁺混排程度。掺杂1%铝可以提高材料的长循环性能,这归因于掺杂样品中的Al能有效抑制材料在充电过程中的H2→H3相变程度。相比于未掺杂的样品,铝掺杂样品在1C、2.7~4.3 V的测试条件下循环300圈后,其容量保持率提高了11.3%。但Al³⁺的非电化学活性会降低材料的倍率性能。

来源：2022年第4期

《矿冶工程》期刊编辑部

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