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有色金属科学与工程2025年第03期:晶相调控对Li_3NbO_4电化学性能的影响

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王海忠;李子蔚;孙晨铖;王伯元;谢隆兴;吴珊;张骞;韩磊;

单位:江西理工大学材料科学与工程学院;江西理工大学动力储能电池及材料江西省重点实验室;江西理工大学宜春锂电新能源产业研究院;

摘要:Li_3NbO_4的含锂量高于三元正极材料,在三元正极材料中添加Li_3NbO_4能够起到一定的补锂作用,降低电池的不可逆容量,提升电池的循环性能。但Li_3NbO_4的室温锂离子电导率不高,限制了其应用。研究中发现在合成Li_3NbO_4过程中,通过调节Li与Nb的配比,能够调控合成Li_3NbO_4材料结构的面心立方相(Fm-3m)和体心立方相(I-43m)的比例,两相共存界面降低锂离子扩散能垒,增强锂离子迁移能力。研究结果显示当配方中n(Li)∶n(Nb)=3.6∶1时,所得到的Li_3NbO_4材料中,I-43m相占比最高,所制备的样品的锂离子电导率比纯Fm-3m相的LNO-0样品高35倍,达到8.35×10~(-6 )S/cm。将得到的高离子电导率Li_3NbO_4粉体添加到三元正极材料中制作成LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2/LiPF_6/Li纽扣电池,所得到的电池比容量提升15%,表现出良好的长循环性能和高倍率性能。

关键词:相调控;;Li_3NbO_4;;正极补锂剂;;交流阻抗;;离子电导率

基金资助:江西省教育厅科技重点资助项目(GJJ2200804)