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【调剂】北京石油化工学院2024年16个专业接受调剂
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死梦梦

新虫 (小有名气)


[求助] 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,还是锂镍混排已有4人参与

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
charge-discharge.jpg


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-1
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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-2
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liliu1989

银虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

1.首先可以肯定不是富Li相造成的,XRD和充放电都说明不是Li2MnO3
2. XRD能看得出混排蛮严重的,氧缺陷也有可能过多,炉子是不是通气的?温度可以400预烧,再800-850烧结试试看
3.水洗我不是很懂,Ni含量没那么高的话,残碱应该没那么致命吧

» 本帖已获得的红花(最新10朵)

满地乱滚的葡萄
13楼2017-09-07 08:54:41
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SCXDJ

新虫 (正式写手)

引用回帖:
11楼: Originally posted by 死梦梦 at 2017-09-05 10:19:14
何以见得呢?能详细解释一下吗?谢谢
...

有时间你就试试吧 把温度降到800试试。性能要是有改善 你就送个小红花吧; 性能要是不行 你就当我瞎BB
12楼2017-09-05 16:35:18
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SCXDJ

新虫 (正式写手)

个人经验 你的烧结温度太高了

发自小木虫IOS客户端
10楼2017-09-05 01:15:30
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死梦梦

新虫 (小有名气)


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。

发自小木虫Android客户端
2楼2017-08-18 21:25:37
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死梦梦

新虫 (小有名气)


引用回帖:
5楼: Originally posted by tdzflove at 2017-08-19 09:28:10
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。

谢谢,打算水洗后再烧结试试

发自小木虫Android客户端
7楼2017-08-19 22:29:21
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Sming2830

新虫 (初入文坛)

楼主,这个问题解决了吗?我最近也在做这个,遇到了问题,想请教一下。
17楼2017-12-12 16:28:16
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匿名

用户注销 (初入文坛)

本帖仅楼主可见
19楼2018-04-23 22:17:39
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Phys_Xu

木虫 (著名写手)


【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
引用回帖:
2楼: Originally posted by 死梦梦 at 2017-08-18 21:25:37
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。

这个原因的可能性最大,未除尽的水在Li脱出时与电解液反应,产物在极片表面沉积,造成不可逆

发自小木虫Android客户端
3楼2017-08-18 22:29:24
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死梦梦

新虫 (小有名气)


引用回帖:
3楼: Originally posted by Phys_Xu at 2017-08-18 22:29:24
这个原因的可能性最大,未除尽的水在Li脱出时与电解液反应,产物在极片表面沉积,造成不可逆
...

难道我真空烘都不能烘干?那首次放电比容量为什么会那么大呢?谢谢

发自小木虫Android客户端
4楼2017-08-18 22:56:54
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tdzflove

铜虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
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。
5楼2017-08-19 09:28:10
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6楼2017-08-19 18:40:34
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insun

金虫 (正式写手)

已得一心人,白首不相离!
8楼2017-08-20 08:20:03
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死梦梦

新虫 (小有名气)


引用回帖:
8楼: Originally posted by insun at 2017-08-20 08:20:03
跟水洗关系很大

能具体讲讲吗?谢谢,谢谢

发自小木虫Android客户端
9楼2017-08-20 09:25:51
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