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减少 Ni/Li 紊乱并提高 LiNi0.8Co0.067Fe0.033Mn0.1O2 正极材料的电化学性能
Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers ( IF 5.5 ) Pub Date : 2023-02-07 , DOI: 10.1016/j.jtice.2023.104730
Guojun Zha , Naigen Hu , Yongping Luo , Fahui Wang , Runsheng Wu , Yunming Li , Haiyan Fu , Xinxin Fu
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更新日期：2023-02-07
Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers ( IF 5.5 ) Pub Date : 2023-02-07 , DOI: 10.1016/j.jtice.2023.104730
Guojun Zha , Naigen Hu , Yongping Luo , Fahui Wang , Runsheng Wu , Yunming Li , Haiyan Fu , Xinxin Fu
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背景
LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM811) 因其高能量密度而被考虑用于下一代锂电池的商业应用。然而，Ni/Li无序影响了电化学性能，制约了该材料的进一步推广和商业应用。昂贵且有毒的 Co 可以提高电极材料的可逆性能并减少 Ni/Li 紊乱。Fe3+和Co3+具有相同的电子排布，被认为可以代替部分Co发挥相同的作用。
方法
采用尿素水热高温烧结工艺制备了用Fe部分替代Co的LiNi0.8Co0.067Fe0.033Mn0.1O2(Fe1-NCM811)电极材料。NCM811电极材料也是用同样的方法生产的。NCM811和Fe1-NCM811电极材料的XRD使用Maud软件进行精修。
重要发现
Fe1-NCM811 正极用 Fe 替代部分 Co 明显降低了 Ni/Li 无序度从 3.58% 到 1.16%。Fe1-NCM811电极在0.1C下的首次放电容量（211.4 mAh g-1）超过NCM811电极（200.8 mAh g-1），倍率容量（142.3 mAh g-1）超过NCM811电极（129.4 mAh g-1) 在 5C。Fe1-NCM811正极在500次循环后的放电容量保持率（77.5%）是NCM811正极（26.1%）的近三倍。
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