Zr浓度梯度掺杂改性NCM811高镍三元正极材料的研究

作     者：张圆雪 牟粤 文越华 李萌 王跃 朱振威 孟闻捷 ZHANG Yuanxue;MU Yue;WEN Yuehua;LI Meng;WANG Yue;ZHU Zhenwei;MENG Wenjie

作者机构：军事科学院防化研究院总体研究所北京100191 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(21975284) 

出 版 物：《沈阳理工大学学报》 (Journal of Shenyang Ligong University)

年 卷 期：2024年第43卷第1期

页      码：75-82页

摘      要：高镍三元电极材料是高比能量锂离子电池最具应用前景的正极材料,但随着镍含量增大,其结构稳定性变差。为此,本文制备了Zr浓度梯度掺杂改性的NCM811(Zr-PCG)高镍三元正极材料,探究了Zr掺杂量对材料结构、形貌、元素分布、电化学性能的影响及其机制,以改善其结构稳定性和循环性能。结果表明,Zr掺杂由内向外呈渐进式梯度设计,高结合能的Zr—O键可有效抑制游离氧的析出,掺杂量为1%的1.0 Zr-PCG电极材料晶体结构稳定性最优,同时Zr掺杂也显著提高了电极的热稳定性。1.0 Zr-PCG电极在1C下的初始放电比容量达到193.1 mAh/g,循环200次后,容量保持率为近90%,明显高于未掺杂NCM811电极的容量保持率(82.4%);充放电倍率增至10C,1.0 Zr-PCG电极仍可放出152.7 mAh/g的容量,表现出优异的倍率性能。

主 题 词：高比能量 锂离子电池 高镍三元正极 Zr掺杂 梯度掺杂 

学科分类：08[工学] 081304[081304] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 0813[工学-化工与制药类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1003-1251.2024.01.012

馆 藏 号：203125328...