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锂离子电池电极材料的纳米效应【派瑞得锂电池】

返回列表 来源: 发布日期: 2018.12.30

传统锂离子电池正极的活性材料是金属氧化物,以嵌入的机理容纳锂。嵌入过程包括锂插人到晶格中未被占据的位点上,因此在数百次或上千次循环后会导致晶胞体积的微小变化。正极最常用的插层材料是LiCoO2.它具有二维层状结构,以及LiMn2O4具有三维尖晶石精构。已经有人针对这两种材料的纳米颗粒以及纳米晶体形态进行了测试,以期能够得到性能、倍率性能以及循环性能上的改善。

一个早期的例子显示LiMn2O4,可以通过柠檬酸溶液以及乙醇脱水制备得到纳米颖粒.这与传统的固态合成方法相反,传统锂离子电池的固态合成方法一般合成亚微米到微米级别的颗粒。尺度在100nm左右的LiMn2O4,颗粒在首次充放电时与固相法合成的微米材料相比表现出更高的脱嵌容量。而尺寸在50mm左右的更小颗粒,容量则更低,且循环性能也更差。


锂离子电池

已经证明纳米结构在改善理离子电池正极材料的倍率性能方面也同样有效。这主要是由于在纳米晶体或颗粒中,电子以及锂离子电池所需要的迁移距离缩短所致。通过水热反应可以合成大小可控的LiCoO2.得到的材料平均晶体尺寸在6.0~17nm之间。

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