納米三氧化二鋁在鋰電池及正極材料里應(yīng)用作用及原理分析

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對Al2O3（VK-L30D）包覆LiCoO2材料的耐過充性能進行了研究。結(jié)果表明：對鋰電池電極材料表面進行適當(dāng)?shù)难趸X包覆，可以有效改善電極材料的耐過充性能，包覆氧化鋁的電極材料可耐3C,10V過充，包覆5％氧化鋁的電極材料時可耐3C，15 V過充，而當(dāng)氧化鋁的包覆量超過10％時，電池的電化學(xué)性能急劇下降。

對鋰離子電池過充行為現(xiàn)場紅外熱分析進行了研究。認(rèn)為，LiCoO2材料在過充過程中存在兩個明顯的溫度上升區(qū)間,分別是4.4-4.6V和4.6V以上兩個電位區(qū)間。MgO（VK-Mg30D）的包覆可以有效抑制LiCoO2材料在4.4-4.6V電位區(qū)間的放熱反應(yīng),而Al2O3（VK-L30D）的包覆則還可以抑制電位超過4.6V后LiCoO2材料的放熱反應(yīng)。

涂覆氧化鋁（VK-L30D）的鈷酸鋰正極材料的電化學(xué)及原位同步輻射XRD研究

以商業(yè)使用的鈷酸鋰為起始材料，通過用納米尺寸的無定形氧化鋁涂覆得到表面改性的鈷酸鋰。本文對改性鈷酸鋰的電化學(xué)性能及結(jié)構(gòu)的變化進行了研究，并與起始的鈷酸鋰進行比較，充電至4.5V可得到190mAh/g的比容量。用原位同步輻射XRD研究了在過充狀態(tài)下改性材料的結(jié)構(gòu)與電化學(xué)性能的關(guān)系。使用未涂覆的鈷酸鋰作為正極的半電池，多次充電后六角結(jié)構(gòu)的c參數(shù)的變化明顯減小，這與容量的衰減有關(guān)。相反，涂覆后的鈷酸鋰容量衰減很小。并提出了涂覆后的容量衰減機制、涂覆的作用。

將納米氧化鋁（VK-L30D）直接添加到LiPF6基商品電解液中，或者直接與LiCoO2正極混合，改善了LiCoO2正極材料的循環(huán)性能、倍率性能和熱穩(wěn)定性。其作用機理為：添加的納米Al2O3（VK-L30D）與電解液反應(yīng)，生成AlF3/Al2O3和Li3AlF6(AlF3·3LiF)/Al2O3固體超強酸，一方面能將LiCoO2表面的化學(xué)雜質(zhì)除去而抑制其帶來的表面阻抗增長，另一方面能夠改善LiCoO2表面SEI（在LiPF6基電解液中的固體電解質(zhì)相界面膜）膜中的電荷轉(zhuǎn)移以及電解液中的離子輸運。

以不同的鈦源(銳鈦礦型TiO2、金紅石型TiO2、無定形TiO2)和不同的鋰源(Li2CO3、LiOH·H2O),采用高溫固相合成法,在不同的溫度下合成Li4Ti5O12,研究了Li4Ti5O12的合成工藝條件.經(jīng)充放電測試、XRD等測試手段發(fā)現(xiàn),在900℃下以銳鈦礦型TiO2和Li2CO3為原料合成的Li4Ti5O12具有良好的電化學(xué)性能,其首次放電容量甚至能超過理論容量,循環(huán)性能良好,電壓平臺平穩(wěn).