| 快离子导体LiTi2(PO4)3在LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料表面的原位反应包覆及其电化学性能 |
| In Situ Reactive Coating of Fast Ionic Conductor LiTi2(PO4)3 on LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 Cathode Materials for High-Performance Li-Ion Batteries |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 丁国彧 | 南昌大学光伏研究院, 南昌 330031 | | | 高远 | 南昌大学光伏研究院, 南昌 330031 | | | 李亚辉 | 南昌大学光伏研究院, 南昌 330031 | | | 朱振 | 南昌大学光伏研究院, 南昌 330031 | | | 王秋琳 | 南昌大学光伏研究院, 南昌 330031 | | | 景鑫国 | 南昌大学光伏研究院, 南昌 330031 | | | 严奉乾 | 南昌大学光伏研究院, 南昌 330031 | | | 徐国军 | 南昌大学光伏研究院, 南昌 330031 | | | 岳之浩 | 南昌大学光伏研究院, 南昌 330031 | | | 李晓敏 | 南昌大学光伏研究院, 南昌 330031 | | | 孙福根 | 南昌大学光伏研究院, 南昌 330031 | sunfugen@ncu.edu.cn |
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| 摘要: 通过原位反应法，利用富镍层状金属氧化物LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2（LNCM811）正极材料表面残余的氢氧化锂和碳酸锂，与C8H20O4Ti和（NH4）H2PO4反应，在LNCM811表面原位生成快离子导体LiTi2（PO4）3（LTP）包覆层。这种原位反应的包覆方法有利于移除LNCM811表面有害的残留物氢氧化锂和碳酸锂。而且，获得的LTP均匀包覆层不仅可以有效地抑制LNCM811表面和电解液的直接接触及其副反应，还可以确保充放电循环过程中LNCM811正极材料的快速Li+传导。因此，在LTP包覆层的多重作用下，LTP包覆的LNCM811正极材料具有优异的循环稳定性和倍率性能：在0.2C时，首次放电比容量高达200.6 mAh·g-1，200圈后的可逆容量依然有155.7 mAh·g-1；在2C和5C的高电流密度下，200圈后的可逆容量仍然有126.4和111.9 mAh·g-1。 |
| 关键词: 储能技术 锂离子电池 正极材料 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 LiTi2(PO4)3包覆 快离子导体 |
| 基金项目: 国家自然科学基金项目（No.51962022）和江西省研究生科学基金（No.YC2019-S077）资助项目。 |
| Abstract: A uniform fast ionic conductor LiTi2(PO4)3 (LTP) coating layer on the surface of Ni-rich layered metal oxide LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (LNCM811) cathode material, was constructed via an in situ reaction of the residual LiOH and Li2CO3 on the LNCM811 surface with the added C8H20O4Ti and (NH4)H2PO4. This in situ reactive coating approach is favorable to remove the undesired LiOH and Li2CO3 which are residual on the LNCM811 surface. Moreover, the obtained uniform LTP coating layers could not only protect the LNCM811 cathode materials from the sidereaction with the electrolytes, but also ensure the fast Li+ conductivity for the LNCM811 cathode materials during the charge and discharge cycling. Therefore, owing to the multifunctional effects of the LTP coating, the LTP coated LNCM811 cathode materials exhibited excellent cyclic stability and rate performances with a high initial capacity of 200.1 mAh·g-1 at 0.2C, the high reversible capacities of 155.7 mAh·g-1 after the 200th cycle at 0.2C, 126.4 mAh·g-1 at 2C and 111.9 mAh·g-1 at 5C. |
| Keywords: energy storage technology lithium-ion battery cathode materials LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 LiTi2(PO4)3 coating fast ionic conductor |
| 投稿时间：2020-06-23 修订日期：2020-07-26 |
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| 丁国彧,高远,李亚辉,朱振,王秋琳,景鑫国,严奉乾,徐国军,岳之浩,李晓敏,孙福根.快离子导体LiTi2(PO4)3在LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料表面的原位反应包覆及其电化学性能[J].无机化学学报,2020,36(12):2307-2314. |
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