何湘柱，胡 燚，鄧忠德，孔令涌，尚偉麗

?

鋰離子電池混合正極材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4電化學性能研究

何湘柱1，胡 燚1，鄧忠德1，孔令涌2，尚偉麗2

（1. 廣東工業(yè)大學 輕工化工學院，廣東 廣州 510006；2. 深圳市德方納米科技股份有限公司，廣東 深圳 518055）

采用濕法球磨制備了鋰離子電池用混合正極材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4。通過X射線衍射(XRD)和掃描電鏡(SEM)表征了材料的結構和形貌，采用恒流充放電測試、循環(huán)伏安測試(CV)和電化學阻抗譜測試(EIS)方法研究了混合正極材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4的電化學性能。結果表明：混合正極材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4的晶體結構完好，碳包覆的納米LiFePO4顆粒較好地包覆在LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2表面。含質量分數15% LiFePO4的混合正極材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4電化學性能優(yōu)良，0.2C首次充放電比容量為181.40 mAh·g–1，首次充放電效率為90.79%；1.0C循環(huán)50次后放電比容量為169.89 mAh·g–1，容量保持率為97.80%；3.0C循環(huán)5次后的放電比容量為162.22 mAh·g–1，容量保持率仍有89.43%；60℃高溫存儲7 d后，容量保持率和容量恢復率分別為86.48%和97.32%。

濕法球磨法；鋰離子電池；混合正極材料；LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4；電化學性能；高溫存儲

鋰離子電池已經廣泛應用于消費類電子產品、電動汽車和儲能器件等領域[1]，這要求其具有較高的比容量、高能量密度、良好的循環(huán)穩(wěn)定性和高安全性[2-3]。鋰離子電池三元正極材料兼顧了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰的優(yōu)點，具有工作電壓高、比容量高、循環(huán)性能好、環(huán)境友好、成本較低等特點[4-5]，已成為動力電池和儲能電池的主要正極材料之一[6-7]。但是三元正極材料在高電壓和大電流放電條件下的循環(huán)性較差，材料的容量也衰減較快[8-9]。為改善三元正極材料性能，在材料制備方面主要通過摻雜、表面包覆等措施改善電化學性能和提高能量密度[11]；在電極制備方面，將優(yōu)勢互補的陰極材料混合使用是改善和提升電化學性能的一個非常有前景的方法[12-14]。具有橄欖石結構的磷酸鐵鋰，具有循環(huán)壽命長、倍率性能好和熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點[10]。本文通過濕法球磨方法將三元正極材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(NCM)與碳包覆的納米LiFePO4(LFP)材料制成混合正極材料，以此來提高混合正極材料整體的循環(huán)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。

1 實驗

1.1 混合正極材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4的制備

采用濕法球磨技術制備混合正極材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4(NCM/LFP)，按質量比(NCM:LFP=95:5，90:10，85:15，80:20，75:25，70:30)稱取LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(長沙產，電池級)和碳包覆的納米LiFePO4(佛山產，電池級)，用研缽研磨均勻后，以無水乙醇為溶劑，混合均勻，放入行星式球磨機中，轉速為200 r/min，球磨60 min。然后將球磨機中的混合物取出，放入真空烘箱中120℃下烘烤12 h，然后取出研磨均勻得到不同比例的NCM/LFP復合材料，分別記為N5L，N10L，N15L，N20L，N25L，N30L。

1.2 材料分析與表征

采用D8 Advance-X射線衍射儀(德國產)分析樣品的晶體結構，X射線源CuKα，=0.154 nm，管壓40 kV，管流40 mA，掃描范圍10°~90°，掃描速度為8°/min。用SU-70熱場發(fā)射掃描電鏡(日本產)觀察樣品的表面形貌。

1.3 極片制備與電池組裝

將正極活性材料(NCM、NCM/LFP)、導電劑導電碳黑(比利時產，電池級)、粘結劑聚偏氟乙烯(上海產，電池級)按質量比93:4:3混合均勻，加入適量溶劑N-甲基吡咯烷酮(河南產，電池級)，充分研磨后制成正極漿料，將正極漿料涂覆于20 μm厚的鋁箔(深圳產，電池級)上，在120 ℃下真空(真空度< –0.08 MPa)干燥8 h后得到正極片，所制極片經輥壓后切為直徑15 mm的圓片，以金屬鋰片(天津產，電池級)為負極、Celgard 2400膜(天津產)為隔膜， 1 mol/L LiPF6/EC+DMC+EMC(體積比1:1:1，廣州產，質量分數99.9%)為電解液，在充滿氬氣的手套箱[(O2)<1.0×10–6、(H2O)<1.0×10–6]中組裝成CR2032型紐扣電池。

1.4 電化學性能測試

用CT2001A型電池測試系統(tǒng)(武漢產)測試紐扣電池的充放電性能，測試環(huán)境溫度為25 ℃，測試電壓為2.70~4.35 V。采用Autolab PGSTAT 302N型電化學工作站(瑞士產)進行循環(huán)伏安(CV)和電化學阻抗(EIS)測試，循環(huán)伏安測試掃描速度為0.2 mV/s，掃描區(qū)間為2.70~4.35 V，電化學阻抗測試頻率范圍為10–2~105kHz，交流振幅為5 mV。

高溫性能測試：25℃下，1.0C恒流充電至4.35 V，轉恒壓充電至電流為0.05C，1.0C恒流放電至2.7 V，記放電容量為1，再1.0C恒流充電至4.35 V，轉恒壓充電至電流為0.05C，放入高溫存儲箱，在60℃存儲7 d，取出后靜置冷卻至室溫，1.0C恒流放電至2.7 V，記放電容量為2，繼續(xù)1.0C恒流充電至4.35 V，轉恒壓充電至電流為0.05C，1.0C恒流放電至2.7 V，循環(huán)3次，分別記放電容量為3、4、5。

2 結果與討論

2.1 物相結構與表面形貌分析

圖1為單一NCM、單一LFP和不同比例NCM/LFP混合正極材料的XRD譜。NCM材料的特征衍射峰與標準PDF卡片吻合良好[15]，為α-NaFeO2型結構，且沒有出現(xiàn)雜相峰。兩對特征峰(006)/(102)和(108)/(110)分裂明顯，且特征峰(003)和(104)的強度比值(003)/(104)大于1.2，說明材料沒有出現(xiàn)嚴重的陽離子混排[16]，材料結晶良好，具有良好的層狀結構[17]。單一LFP材料的XRD譜顯示其為正交晶系，橄欖石結構，沒有出現(xiàn)雜相峰，且衍射峰尖銳，表明其結晶度高。不同比例混合正極材料NCM/LFP的XRD譜是兩種材料特征衍射峰的疊加，LFP的衍射峰強度隨著共混比例的增加而增強，且不含其他雜質峰，說明LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2和LiFePO4兩種材料經球磨混合后，晶體結構都未發(fā)生改變。

圖1 NCM、LFP和NCM/LFP混合正極材料的XRD譜

圖2是單一NCM、單一LFP和不同比例NCM/LFP混合正極材料的SEM照片?？梢杂^察到，LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2材料是由一次晶粒組成的類球形二次顆粒，粒徑為9~13 μm，一次顆粒邊界清晰，晶型良好。LiFePO4顆粒大小均一，粒徑約為800 nm。含質量分數15% LFP的混合材料中，LFP納米顆粒均勻且完整地分散在NCM顆粒表面凹槽和NCM顆粒之間的空隙中，使混合材料整體的顆粒排列更緊密，LFP含量低于質量分數15%時，雖然也能均勻地填充到NCM顆粒表面凹槽和間隙中，但不夠完整，LFP含量高于質量分數15%時，有部分顆粒團聚堆疊在NCM顆粒周圍，因此含質量分數15% LFP的混合材料表面形貌最佳，LFP對NCM材料有較好的包覆效果。

A. NCM；B. LFP；C. N5L；D. N10L；E. N15L；F. N20L；G. N25L；H. N30L

2.2 電化學性能分析

圖3是單一NCM材料和不同比例NCM/LFP混合正極材料的首次(0.2C)充放電曲線。混合正極材料NCM/LFP的充放電曲線結合了NCM和LFP兩種材料的充放電特征，說明兩種材料的混合并未影響其各自的基本結構和性質?；旌喜牧螻CM/LFP在3.5 V附近有一個充電平臺，在3.4 V附近有一個放電平臺，這是由LFP中的Fe2+/Fe3+氧化還原電對提供的。單一NCM、N5L、N10L、N15L、N20L、N25L和N30L混合材料的首次放電比容量分別為175.87，176.32，179.30，181.40，177.75，173.22和169.56 mAh·g–1，首次充放電效率分別為88.64%，89.82%，90.27%，90.79%，89.92%，89.64%和89.61%，N15L表現(xiàn)出較好的首次放電比容量和較高的首次充放電效率，這是因為混合正極材料中碳包覆的納米LFP材料可以增強材料整體的導電性，降低極化，從而提高NCM材料的容量發(fā)揮[18]。

圖3 NCM和NCM/LFP混合正極材料的首次充放電曲線

單一NCM材料和不同比例NCM/LFP混合正極材料在1.0C倍率下的循環(huán)性能如圖4所示。

A. NCM；B. N5L；D. N10L；E. N15L；F. N20L；G. N25L；H. N30L

由圖4可以看到，NCM、N5L、N10L、N15L、N20L、N25L和N30L循環(huán)50次后放電比容量分別為156.81，158.23，162.29，169.89，162.99，156.31 mAh·g–1和151.95 mAh·g–1，容量保持率分別為94.11%，94.57%，94.91%，97.80%，96.33%，95.35%和95.12%，樣品N15L的放電比容量和容量保持率都較高，放電比容量較NCM的提高了13.08 mAh·g–1，結合上述掃描電鏡和首次充放電曲線分析，可認為LFP質量分數為15%的顆粒包覆效果最好，使N15L的電池極化減小，具有更好的氧化還原可逆性，提升了循環(huán)性能[19]，因此接下來重點研究分析N15L混合正極材料。

NCM和N15L的倍率性能如圖5所示。由圖5可知，N15L在0.2C，0.5C，1.0C，2.0C和3.0C循環(huán)5次后的放電比容量分別為180.97，177.75，172.78，166.19和162.22 mAh·g–1，3.0C循環(huán)5次后容量保持率仍有89.43%，而NCM樣品3.0C充放電循環(huán)5次后，放電比容量僅有153.95 mAh·g–1，較N15L樣品低8.27 mAh·g–1；最后恢復到0.2C充放電時，NCM和N15L的放電比容量分別為172.80和179.72 mAh·g–1，N15L具有較優(yōu)的倍率性能。這是因為碳包覆的納米LFP對NCM包覆良好，提供了便捷的電子傳輸路徑，有利于電荷傳輸和鋰離子擴散，有利于提高正極材料的倍率性能[20-21]。

A. NCM；B. N15L

圖6是NCM和N15L材料的循環(huán)伏安曲線。從CV曲線圖上可以看出，NCM和N15L樣品分別在3.87/3.64 V和3.83/3.68 V處出現(xiàn)了一對氧化還原峰，對應于Ni2+/Ni4+電對的氧化還原反應[22]。N15L在3.53/3.33 V處出現(xiàn)一對氧化還原峰，這來源于LFP材料的Fe2+/Fe3+氧化還原電對，說明混合材料中LFP參與電化學反應且提供容量[23]。N15L樣品的Ni2+/Ni4+電對的氧化還原電勢差有所減小，說明電池極化變小[24]，有利于提升電池電化學性能。電勢差的減少源于添加的碳包覆的納米LFP，具有較高的電子傳導性，利于鋰離子嵌入/脫嵌反應中電子的遷移[25]，因此N15L樣品表現(xiàn)出更好的電化學性能。

A. NCM；B. N15L

圖7是分別以NCM和N15L為正極材料制作的電池的電化學阻抗譜。譜圖由高頻區(qū)半圓、中頻區(qū)半圓、低頻區(qū)半圓及低頻區(qū)斜線組成，此結果與Nobili的推斷相吻合[26]。Nyquist圖中高頻區(qū)的截距代表電池的體電阻，用s來表示，三個半圓和一條斜線按頻率由高至低應分別對應鋰離子遷移通過電極表面SEI膜的電阻、活性電極嵌脫鋰過程中電子運輸的電阻、鋰離子嵌入材料晶格時的電荷轉移電阻和鋰離子在電極材料內部的擴散電阻。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，N15L不僅體電阻較小，SEI膜電阻、電子運輸電阻和電荷轉移電阻也有所減小。原因是碳包覆的LFP包裹在NCM顆粒表面，避免了NCM顆粒與電解液的直接接觸，從而抑制了NCM與電解液之間的副反應，而且碳是電子良導體，在電子快速移動的同時有利于鋰離子在電解液中快速移動而不損害局域電中性，因此降低了SEI膜電阻、電子運輸電阻和電荷轉移電阻[27]。

A. NCM； B. N15L

分別以NCM和N15L為正極材料制作的電池的高溫性能如表1所示。

表1 電池高溫性能

Tab.1 High temperature performances of batteries

從表1中數據可以看出，在60℃的高溫環(huán)境存儲后，樣品N15L的電池容量保持率和容量恢復率較好，容量保持率為86.48%，容量恢復率高達97.32%。

圖8是分別以NCM和N15L為正極材料制作的電池經高溫存儲后的電化學阻抗譜。

A. NCM；B. N15L

3 結論

本文通過濕法球磨制備了鋰離子電池用混合正極材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4，研究對比了LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4與LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2的物理和電化學性能，得出結論如下：

（1）添加LiFePO4含量為質量分數15%時，混合正極材料表面形貌較好，碳包覆的納米LiFePO4較好地包覆在LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2表面，可提供便捷的電子傳輸路徑，該樣品的Ni2+/Ni4+電對的氧化還原電勢差較小，即電池極化較小，且其體電阻較小，SEI膜電阻和電荷轉移電阻也有所減小，有利于電荷傳輸和鋰離子擴散，有利于提升電池電化學性能。

（2）添加LiFePO4含量為質量分數15%的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4首次放電比容量為181.40 mAh·g–1，較單一LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2的提高5.53 mAh·g–1，首次充放電效率為90.79%。1.0C循環(huán)50次后放電比容量為169.89 mAh·g–1，容量保持率為97.80%，而單一LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2的只有156.81 mAh·g–1，提高了13.08 mAh·g–1，3.0C循環(huán)5次后的放電比容量為162.22 mAh·g–1，容量保持率仍有89.43%，較單一LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2的提高8.27 mAh·g–1。60℃高溫存儲7 d后，容量保持率和容量恢復率分別為86.48%和97.32%。該混合正極材料電化學性能優(yōu)良。

[1] ANDREAS K, PETER A, MARGRET W M. Origin of the synergetic effects of LiFe0.3Mn0.7PO4-spinel blends via dynamic in situ X-ray diffraction measurements [J]. J Electrochem Soc, 2016, 163(9): A1936-A1940.

[2] ANDREAS K, PETER A, MARGRET W M. Synergetic effects of LiFe0.3Mn0.7PO4-LiMn1.9Al0.1O4blend electrodes [J]. J Power Sources, 2016, 309: 169-177.

[3] TAKESHI K, NORIHIRO K, YO K, et al. A method of separating the capacities of layer and spinel compounds in blended cathode [J]. J Power Sources, 2014, 245: 1-6.

[4] HASHEM A M A, ABDEL-GHANY A E, EID A E, et al. Study of the surface modification of LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2cathode material for lithium ion battery [J]. J Power Sources, 2011, 196(20): 8632-8637.

[5] RAO C V, REDDY A L M, ISHIKAWA Y, et al. LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2-graphene composite as a promising cathode for lithium-ion batteries [J]. ACS Appl Mater Int, 2011, 3(8): 2966-2972.

[6] WU K C, WANG F, GAO L L, et al. Effect of precursor and synthesis temperature on the structural and electrochemical properties of Li(Ni0.5Co0.2Mn0.3)O2[J]. Electrochim Acta, 2012, 75: 93-398.

[7] 王亮, 王武林, 劉興泉, 等. 鋰離子電池正極材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的研究進展 [J]. 電子元件與材料, 2010, 29(7): 71-75.

[8] 李明明, 張英杰, 董鵬. 磷酸鐵包覆鋰離子電池正極材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2[J]. 電源技術, 2015, 139(12): 2575-2576.

[10] ZHANG W J. Structure and performance of LiFePO4cathode materials: a review [J]. J Power Sources, 2011, 196(6): 2962-2970.

[11] 楊文柱, 王琿, 鄭春滿. LiMn2O4/LiNi0.8Co0.15Al0.05O2混合正極材料性能研究 [J]. 廣州化工, 2016, 44(15): 51-54.

[12] GALLAGHER K G, KANG S H, PARK S U, et al.Li2MnO3·(1–)LiMO2blended with LiFePO4to achieve high energy density and pulse power capability [J]. J Power Sources, 2011(196): 9702-9707.

[13] CHIKKANNANAVAR S B, BERNARDI D M, LIU L Y. A review of blended cathode materials for use in Li-ion batteries [J]. J Power Sources, 2014(248): 91-100.

[14] ENYUAN H, SEONG M B, SANJAYA D S, et al. Thermal stability in the blended lithium manganese oxide-lithium nickel cobalt manganese oxide cathode materials: an in situ time-resolved X-Ray diffraction and mass spectroscopy study [J]. J Power Sources, 2015(277): 193-197.

[15] FULVIO P F, VEITH G M, ADCOCK J L, et al. Fluorination of “brick and mortar” soft-templated graphitic ordered mesoporous carbons for high power lithium-ion battery [J]. J Mater Chem A, 2013(1): 9414-9417.

[16] OHZUKU T, UEDA A, NAGAYAMA M. Comparative study of LiCoO2, LiNi1/2Co1/2O2and LiNiO2for 4-volt secondary lithium cells [J]. Electrochim Acta, 1993, 38(9): 1159-1167.

職業(yè)教育是以培養(yǎng)高素質的技能型人才為目標的，因此在教學過程中要著力培養(yǎng)學生的動手能力、綜合職業(yè)素質和創(chuàng)新能力。職業(yè)教育的教學方法同傳統(tǒng)的教學方法相比也有很大的不同。職業(yè)教育面對的對象大都是初中、高中畢業(yè)生，自控能力不強、基礎差，在學習中不會很主動、很積極地學習各種專業(yè)知識，導致教與學的效果都不是很好。鐵道工程機械系統(tǒng)故障排除課程實踐性強，能引起學生的興趣，培養(yǎng)學生的實踐精神與創(chuàng)新能力。教學方法直接影響教學效果，而“任務驅動情景教學法”可以達到比較理想的教學效果。

[17] WHITFIELD P S, DAVIDSON I J, CRANSWICK L M D, et al. Investigation of possible superstructure and cation disorder in the lithium battery cathode materical Li(Mn1/3Ni1/3Co1/3)O2using neutron and anomalous dispersion powder diffraction [J]. Solid State Ionics, 2005, 176(5/6): 463-471.

[18] VERMA P, MAIRE P, NOVáK P. A review of the features and analyses of the solid electrolyte interphase in Li-ion batteries [J]. Electrochim Acta, 2010, 55(22): 6332-6341.

[19] LI X Y, CHOE S Y, JOE W T. A reduced order electrochemical and thermal model for a pouch type lithium ion polymer battery with LiNiMnCo1-x-yO2/LiFePO4blended cathode [J]. J Power Sources, 2015, 294: 545-555.

[20] GUAN X T, DING B, LIU X F, et al. Enhancing the electrochemical performance of Li1.2Ni0.2Mn0.6O2by surface modification with nickel-manganese composite oxide [J]. J Solid State Electrochem, 2013, 17: 2087-2093.

[21] SONG H G, PARK Y J. LiLaPO4-coated Li[Ni0.5Co0.2Mn0.3]O2and AlF3-coated Li[Ni0.5Co0.2Mn0.3]O2blend composite for lithium ion batteries [J]. Mater Res Bull, 2012, 47: 2843-2846.

[22] KIM M G, SHIN H J, KIM J H, et al. XAS investigation of inhomogeneous metal-oxygen bond covalency in bulk and surface for charge compensation in Li-ion battery cathode Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2material [J]. J Electrochem Soc, 2005, 152(7): A1320-A1328.

[23] PADHI K A, GOODENOUGH J B, NANJUNDASWAMY K S. Phospho-olivine as positive electrode materials for rechargeable lithium batteries [J]. J Electrochem Soc, 1997, 144(4): 1188-1194.

[24] NAN C Y, LU J, LI L H, et al. Size and shape control of LiFePO4nanocrystals for better lithium ion battery cathode materials [J]. Nano Res, 2013, 6(7): 469-477.

[25] CHO Y D, FEY G T K, KAO H M. The effect of carbon coating thickness on the capacity of LiFePO4/C composite cathodes [J]. J Power Sources, 2009, 189(1): 256-262.

[26] NOBILI F, TOSSICI R, CROCE F, et al. An electrochemical ac impedance study of LiNi0.75Co0.25O2intercalation electrode [J]. J Power Sources, 2001, 94(2): 238-241.

[27] ZHU G N, WANG C X, XIA Y Y. A comprehensive study of effects of carbon coating on Li4Ti5O12anode material for lithium-ion batteries [J]. J Electrochem Soc, 2011, 158(2): A102-A109.

[28] AGUBRAA V A, FERGUSA J W, FUB R, et al. Analysis of effects of the state of charge on the formation and growth of the deposit layer on graphite electrode of pouch type lithium ion polymer batteries [J]. J Power Sources, 2014, 270: 213-220.

[29] JUNG S K, GWON H, HONG J, et al. Understanding the degradation mechanisms of LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2cathode material in lithium ion batteries [J]. Adv Energy Mater, 2014, 4: 1-7.

[30] 劉文, 王苗, 陳繼濤, 等. 鋰離子電池正極材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2的合成及其高溫容量衰減研究 [J]. 電化學, 2012, 18(2): 118-124.

[31] YANG Z X, SONG Z L, CHU G, et al. Surface modification of LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2with CoAl-MMO for lithium-ion batteries [J]. J Mater Sci, 2012, 47(9): 4205-4209.

[32] 朱蕾, 賈荻, 俞超, 等. 鋰離子電池LiFePO4/ LiNi0.8Co0.15Al0.05O2混合正極材料的電化學熱穩(wěn)定性能 [J]. 儲能科學與技術, 2016, 5(4): 478-485.

（編輯：陳豐）

Electrochemical performances of LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/ LiFePO4blend cathode material for lithium-ion battery

HE Xiangzhu1, HU Yi1, DENG Zhongde1, KONG Lingyong2, SHANG Weili2

(1. School of Chemical Engineering and Light Industry, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China; 2. Shenzhen Dynanonic Co., Ltd, Shenzhen 518055, Guangdong Province, China)

The LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4blend cathode material for lithium-ion battery was prepared by wet ball-milling. The crystalline structure and morphology of the sample were characterized by X-ray diffraction(XRD) and scanning electron microscope (SEM), and the electrochemical performances of LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4blend cathode material were investigated by galvanostatic charge/discharge, cyclic voltammetry(CV) and electrochemical impedance spectroscopy(EIS) tests. The results indicate that the crystalline structure of LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4are preserved well, and the LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2is coated by LiFePO4nanoparticals. Among all the composite cathodes, the one with 15% mass fraction of LiFePO4shows the best electrochemical performance. The initial discharge specific capacity of battery is 181.40 mAh·g–1at 0.2C rate, and the first charge and discharge efficiency is 90.79%. Its discharge specific capacity is 169.89 mAh·g–1after 50 cycles at 1.0C rate, with capacity retention of 97.80 %, and the discharge specific capacity is 162.22 mAh·g–1after 5 cycles at 3.0C rate, with capacity retention of 89.43%. After high temperature storaged for 7 days at 60℃, the capacity retention rate and capacity recovery rate are 86.48% and 97.32%, respectively.

wet ball-milling; Li-ion battery; blend cathode material; LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4; electrochemical performance; high temperature storage

10.14106/j.cnki.1001-2028.2017.03.007

TM912.9

A

1001-2028（2017）03-0031-07

2017-02-13

胡燚

何湘柱（1966－），男，湖南桂陽人，教授，博士，主要從事應用電化學、功能材料制備等研究，E-mail: gghexz@163.com；胡燚（1992－），男，湖南湘潭人，研究生，主要研究方向為鋰離子電池材料，E-mail: huyi869607143@163.com。

http://kns.cnki.net/kcms/detail/51.1241.TN.20170310.1141.007.html

網絡出版時間：2017-03-10 11:41