第1期 高敏等：高容量正极材料LiLi0.17Mn0.58Ni0.25]O2的倍率性能 .81 2.2扫描电镜分析 样品A和样品B的显微形貌特征对于电极材料性 LiLio.17Mno.58Nio.25O2材料不同放大倍数下 能的发挥非常有利.其中粒度较小的一次颗粒可缩 的场发射扫描电镜像如图3所示.由图可见样品A 短锂离子的扩散路径，同时团聚的二次颗粒可提高 和样品B的晶体发育完全，结晶度高、一次颗粒晶界 材料的振实密度和体积能量密度.但与样品A不同 清晰、呈六方棱柱状.样品A的一次颗粒较均匀（图 的是，样品B中呈六方棱柱状的一次颗粒较一致地 3(c).粒径约为200~400nm,团聚而成的二次颗粒沿着长轴方向形成了“簇形”团聚，二次颗粒表面多 直径为8~15m的类球形（图3(）.(b),表面较致孔，裸露的一次颗粒数目和表面积明显增加.从显 密，且一次颗粒在表面上的排列是无规律的.样品B微形貌的对比分析可见样品B的颗粒团聚状态有 的一次颗粒不均匀，粒径约为100300nm(图3(f), 利于电解液与电极材料的接触，降低界面极化，提 团聚的二次颗粒的粒度约为412um(图3(d).(e). 高材料电化学性能. m 600nm 600nm 图3不同放大倍数下Li[Lio.17Mn0.5xNin.O2的场发射扫描电镜像.(a),(b),(c)样品A;(d),(c),(f)样品B Fig.3 FESEM images of LifLio.17Mno.58Nio.25]02 at different magnifications:(a),(b),(c)Sample A:(d),(e).(f)Sample B 2.3电化学性能分析 190.8、174.9mAhg1,样品B在不同倍率下首次 放电比容量分别为239.5、219.4、205.4、195.5、158.5 本文中正极材料由于工作电压高，要求其电解 液要具有较高的电化学稳定性.因此，首先组装三 mAhg1.由上述数据可知，样品A和样品B在倍 率为1C时首次放电比容量分别是倍率为0.1C时首 电极电池（工作电极和对电极为不锈钢电极，辅助 次放电比容量的80%和81%.据文献19报道0.5Li2 电极为锂片)在2.05.0V范围进行循环伏安测试. 扫描速率为5mVs~1,确定该电解液在常温时的 In030.5LiNi0.4Co0.25M0.31O2材料在1C下放电 电化学稳定窗口.扫描速率为5mVs-1时电流在 士0.1mA范围内时所对应的电压认为是电解液的 0.10 电化学稳定窗口.由图4可以看出，首次循环时 4.88V 0.05 1mol-L-1的LiPF6/EC+DEC+DMC电解液在 2.004.88V时具有良好的电化学稳定性，即满足 3 0.00 本文的电压在2.5~4.8V范围内的实验要求，又与文 第1圈循环 献报道相一致20：接下来的循环，电解液在2.05.0 0.05 --,第2圈循环 第3圈循环 V时具有良好的电化学稳定.因此1moL1的 0.10 LiPF6/EC+DEC+DMC电解液在室温条件下满 足本实验的要求 2.02.53.03.54.04.55.0 电压/V 图5(a)和(b)是Li/Li[Lio.17M0.58Nio.25O2(样 品A和样品B)半电池在不同倍率下(0.1C,0.2C 图41olL-I LiPF6/EC+DEC+DMC电解液的循环伏安 0.5C,1.0C,3.0C)的首次放电曲线.样品A在不同 曲线（扫描速度5mVs1,室温） 倍率下首次放电比容量分别为239.5、200.0、192.9、 Fig.4 Cyclic voltammograms of 1 molL-1 LiPFe/EC+ DEC+DMC (scanning speed 5 mV.s-1,room temperature)第 期 高 敏等 高容量正极材料 【 。 。 」 的倍率性能 扫描 电镜分析 【。》入 。。 。 材料不同放大倍数下 的场发射扫描 电镜像如 图 所示 由图可见样品 和样 品 的晶体发育完全‚结晶度高‚一次颗粒晶界 清晰 、呈六方棱柱状 样品 的一次颗粒较均匀 图 粒径约为 、 ‚团聚而成的二次颖粒 直径为 、 卜 的类球形 图 ‚ 表面较致 密‚月 一次颗粒在表面上的排列是无规律的 样 品 的一次颗粒不均匀 粒径约为 ‚图 ‚ 团聚的二次颗粒 的粒度约为 、 林 图 样 品 和样 品 的显微形貌特征对于电极材料性 能的发挥非常有利 其 中粒度较小的一次颗粒可缩 短铿离子的扩散路径‚同时团聚的二次颗粒可提高 材料的振实密度和体积能量密度 但与样品 不 同 的是 样品 中呈六方棱柱状 的一次颗粒较一致地 沿着长轴方 向形成 了 “簇形 ” 团聚‚二次颗粒表面多 孔‚裸露 的一次颗粒数 目和表面积 明显增加 从显 微形貌 的对 比分析可见样品 的颗粒 团聚状态有 利于 电解液与 电极材料 的接触‚降低 界面极化‚提 高材料 电化学性能 图 不同放大倍数下 入‚。。、 。‚。 的场发射扫描电镜像 ‚ ‚ 样品 。‚ 样品 ‚ 、‚、 〔‚ 价 ‚ ‚ ‚ ‚‚ ‚ ‚ ‚‚ 电化学性 能分析 本文中正极材料 由于工作 电压高 要求其 电解 液要具有较高 的电化学稳定性 因此 首先组装三 电极 电池 工作 电极和对 电极为不锈钢 电极‚辅助 电极为锉片 在 范围进行循环伏安测试‚ 扫 描速 率 为 ‚ 犷 ‚确 定该 电解液在 常温 时 的 电化 学稳 定 窗 口 扫描速率 为 一‘时 电流在 士 范 围 内时所对 应 的 电压认为是 电解 液 的 电化 学稳 定 窗 口 由图 可 以看 出 首次循环 时 一‘的 电解液在 时具有 良好 的 电化学稳定性‚即满足 本文的电压在 范围内的实验要求‚又与文 献报道相一致 接下来的循环‚电解液在 时具有 良好 的 电化 学稳定 因此 一‘的 十 电解液在室温条件下满 足 本实验 的要求 图 和 是 。工 、〕 。 样 品 和样 品 半 电池在不 同倍率下 ‚位 ‚ ‚ 的首次放 电 曲线 样 品 在不 同 倍率下 首次放 电比容量分别为 、 、 、 住 、 · 一‘、样品 在不 同倍率下首次 放 电比容量分别为 、 一 、 、 、 一’由上述数据可知 ‚样品 和样 品 在倍 率为 时首次放 电比容量分别是倍率为 时首 次放 电比容量的 和 据文献 ‘” 报道 。 入‚心 · 。 入 。 材料在 下放 电 一 ‘公 图 ·一‘ 十 电解液的循环伏安 曲线 扫描速度 ·‚一 ‚室温 ‚‚ ·一 找 ·一‘‚