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        鋰離子電池涂層的研究

        2017-12-05 16:34:04JamesScoltock,朱會(huì)
        汽車(chē)文摘 2017年5期
        關(guān)鍵詞:鈦酸鋰離子涂層

        鋰離子電池涂層的研究

        導(dǎo)電涂層在鋰離子電池中能夠提高極片的附著力,減少粘結(jié)劑的使用量,同時(shí)能夠顯著提高電池的電性能。涂層能夠抑制電池的極化,減少電池內(nèi)部的熱效應(yīng),同時(shí)能夠降低電池內(nèi)阻,增加電池循環(huán)壽命。因此,有必要研究鋰離子電池系統(tǒng)的電池涂層。研究了LiCoO2(典型的二維鋰離子通道的正極材料)的涂層和混合離子對(duì)電池內(nèi)離子的循環(huán)能力和反應(yīng)能力的協(xié)同影響,首先將機(jī)械混合器以80r/min的旋轉(zhuǎn)速度將Li2CO3、Co3O4和Mg(CO3)· 4Mg(OH)2·5H2O混合1h;然后將粉末混合物在空氣中放置5h,以產(chǎn)生摻雜Mg的LiCoO2。利用溶膠-凝膠技術(shù)制備鈦酸鋰(Li2TiO3)涂層,將Ti(OBu)4溶解在100g乙醇中,在LiCoO2中混合Mg并以Li2TiO3作為其涂層材料,其中將合成活性材料后的殘余Li2CO3作為L(zhǎng)i源。涂層材料中鈦的濃度不同,電化學(xué)反應(yīng)中獲得的Li2TiO3相也完全不同,當(dāng)Ti濃度高時(shí),電池系統(tǒng)中獲得尖晶鈦酸鋰(Li4Ti5O12);而當(dāng)Ti濃度低時(shí),電池系統(tǒng)中獲得單斜晶Li2TiO3。利用各種試驗(yàn)技術(shù)(包括XRD、納米SIMS、TEM透射電鏡、EELS和使用納米探針的電流測(cè)量技術(shù))來(lái)測(cè)量涂層材料的特征,使用具有CuKα輻射的 PhilipsX'PERT PRO衍射儀進(jìn)行XRD測(cè)量;通過(guò)納米 SIMS(Cameca Nano-SIMS 50,France)儀器分析顆粒橫截面上元素的空間分布;使用掃描電子顯微鏡(SEM)(JEM-2100F, JEOL Co.,Japan)測(cè)量電池電化學(xué)反應(yīng)的光譜圖;使用基于SEM獲得的的光譜圖對(duì)電池進(jìn)行EELS測(cè)量;使用SEM通過(guò)納米探針(Nanostation、Kleindiek、Germany)測(cè)量活性材料和Li2TiO3涂層的電流-電壓特性。測(cè)量結(jié)果表明,Li4Ti5O12的電化學(xué)性能比單斜晶Li2TiO3更好。此外,將LiCoO2中摻雜的活性材料離子(Mg2+)移動(dòng)到涂層,能夠更好地提高Li4Ti5O12的導(dǎo)電性。

        刊名:International Journal of Adhesion& Adhesives(英)

        刊期:2015年第60期

        作者:James Scoltock et al

        編譯:朱會(huì)

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