富锂锰基层状锂离子电池正极材料的研究现状

《富锂锰基层状锂离子电池正极材料的研究现状》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、富锂锰基层状锂离子电池正极材料的研究现状张嘉1，朱泽华-，王海峰z(1．西南石油大学材料科学与工程学院，四川成都610500；2．中国石油工程设计有限责任公司北京分公司，北京100085)摘要：富锂层状正极材料(LLOs)XU州ln03·(1--x)LiM02(M=Mn，Ni。Co，Fe，Cr，etc)以其超高的充放电容量及较低的成本受到了越来越多的关注。然而。该类正极材料的微观结构和反应机理尚不清楚。与此同时。也存在着一些问题，例如较低的首次库仑效率、较差的倍率性能以及工作电压衰减问题，这些都需要通过研究去克服。着眼于富锂层状正极材料研究现状。讨论了其微观结构、反应机理及电化学性能。关键词：

2、锂离子电池；富锂层状锰基正极材料；微观结构；反应机理中图分类号：_rM912．9文献标识码：A文章编号：1002-087X(2015)06-1323—04Researchstatusoflithium--richMn--basedlayeredcathodematerialsforLi—ionbatteriesZHANGJial，ZHUZe-hual，WANGHai-fen驴fJ．SchoolofMaterialsScienceandEngineering，SouthwestPctrolcumUifvBrs修，ChengduSichuan610500，China；2．BeijingBranch

3、ofChinaPetroleumEngmeeringCo．，Ltd．，Beijing100085，China)Abstract：Uthium-richlayeredoxidematerials(LLOs)XLi2Mn03·(1一砷LjM02(M=Mn，Ni。Co，Fe，Cr。etc．)havebeenpaidmuchattentionbecauseoftheirSUperhighcharge／dischargecapacityandlowcost．However。themicro-structureandreactionmechanismofthesematerialsarestilIambi

4、guous．Meanwhile。therearenumerouschallenges，suchaslowinitialCoulombicefficiency。poorratecapabilityandvoltagedegradationduringcycling；allofaboveissuesneedtobesolved．BasedontheresearchstatUSofIffhium—richMn—basedlayeredcathodemateriaI．micro-structure。reactionmechanismandelectrochemicaIperformanceweredi

5、scussed．Keywords：lithium—-ionbattery；lithium--richMn-basedlayeredcathodematerials；micro——structure；reactionmechanism如今，化石能源的消耗、全球气候的变暖以及环境污染这观结构、反应机理及电化学性能。些问题逐渐使得传统化石燃料不能满足全球经济迅速发展的1富锂层状氧化物正极材料(LLOs)要求，从而对一些新能源资源，例如潮汐能、风能、太阳能、地1．1LLOs的微观结构热能等进行了广泛且深入地研究。然而，这些能源在时间和空在目前所报道的正极材料当中，富锂层状氧化物正极材间上并不是稳定存在

6、的，并且要通过适当转换和储存才能被料在近几年成为了研究的热点，这类材料最早是由美国阿贡应用【1]。因此，可充电锂离子电池(LiBs)因其高能量密度、大充国家实验室研究并发展的，具有高度复杂的源于xLi2MalO，·放电容量、长循环寿命和良好的安全性已经成为了极具吸引(1一x)LiM02(M=Mn，Ni，Co，Fe，Cr，etc)前驱体的复合层状力的能源资源。结构川，如图1所示[”。锂离子电池的电化学性能很大程度上取决于电解液及反根据其过渡金属离子正常的氧化还原反应，这种正极材应电极的特性和微观结构，正极材料的性质尤为重要，例如橄料能够达到其理论比容量(-260mAh／g)，之前提到的已经进入榄

7、石结构的LiFeP04，尖晶石结构的LiMn204，LiC002，LiNi08．商业应用的正极材料，如LiC002，LiNiosC001Alo。O：，LiNi033-C00lAl0050：，LiNi033Co。，Mn0．3302等材料都已经在锂离子电池Coo。Mno驺O：等材料只能提供它们理论容量的50％～60％中实现了商业化应用[1-2]。然而，上面提到的正极材料几乎都达(140～170mAh／