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三元正极材料,首次库仑效率很低,电池开路电压也很低,是生成Li2MnO3,还是锂镍混排

作者 死梦梦
来源: 小木虫 1050 21 举报帖子
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最近用熔盐法合成三元正极材料,NCM各1/3,熔盐是含锂化合物,得到的材料自认为结构和形貌较好,但是性能就差强人意了。具体的合成工艺为:共沉淀镍钴锰离子,并将其钴锰分别氧化为+3和+4价,加入锂盐做熔盐。烧结条件为900℃,12h。之后用水洗去锂盐,烘干得三元正极材料。目前碰到的问题主要如下:
    1. 组装电池开路电压较低,一般只有1.5V 左右。记得以前的三元材料组装的扣电OCP2.5V以上。
    2. 电池阻抗较大,试过在手套箱中静置,1和2的情况都没有改善。
    3. 首次库仑效率较低,60%-75%,导致首次放电比容量低,只有150-160,后面的比容量相对来说较低
    咨询了较多同门,分析有以下两个原因:
    1. 由于采用锂盐做熔盐,过多的锂与Mn结合生成富锂Li2MnO3,导致首次充电时不可逆脱锂,库仑效率因此较低。
        疑问:在首次充电曲线4.1V左右(如图所示)确实有一个不是很明显的小平台,不知是不是Li2MnO3的脱锂平台,但是看了很多文献都说Li2MnO3要在较高电压4.4-4.5V才会活化,并且在我的XRD 图中20°左右并未显示有Li2MnO3的衍射峰啊???
    2.锂镍混排导致锂占据镍位,首次充电不可以脱锂,放电时由于没有对应的位置嵌锂导致首次库仑效率较低。
         疑问:请帮忙分析我的XRD图,阳离子混排程度大吗?如果确实因为这个原因,应怎样降低阳离子混排程度呢?
    目前只能提出这两个设想,不知道会不会有其他原因。请大家不吝赐教,万分感谢。

三元正极材料,首次库仑效率很低,电池开路电压也很低,是生成Li2MnO3,还是锂镍混排
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  • 精华评论
  • 死梦梦

    自己顶一下,又发现一个疑似原因,难道是因为我洗熔盐的时候,水洗掉表面的碱造成的?我洗之后只是简单的干燥,并没有二次烧结。

  • tdzflove

    从XRD上看结构性能比较好,注意水洗前后的锂含量以及水分,锂含量对首次充放电有很大影响。

  • insun

    跟水洗关系很大

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