| 富锂层状正极材料Li2Mn1-xTixO3的合成及电化学性能 |
| Syntheses and Electrochemical Characterization of Li-Rich Li2Mn1-xTixO3 Layered Materials Used for Lithium Ion Batteries |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 熊礼龙 | 电子陶瓷与器件教育部重点实验室, 西安交通大学, 西安 710049
国际电介质研究中心, 西安交通大学, 西安 710049 | | | 肖翔 | 电子陶瓷与器件教育部重点实验室, 西安交通大学, 西安 710049 | | | 徐友龙 | 电子陶瓷与器件教育部重点实验室, 西安交通大学, 西安 710049
国际电介质研究中心, 西安交通大学, 西安 710049 | ylxuxjtu@mail.xjtu.edu.cn | | 王继生 | 电子陶瓷与器件教育部重点实验室, 西安交通大学, 西安 710049 | |
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| 摘要: 应用简单的高温固相烧结法合成了Ti掺杂改性的Li2MnO3材料。电子扫描显微镜、X射线衍射以及X射线光电子能谱分析表明Ti元素取代Mn离子掺入到Li2MnO3晶格中，且掺杂能有效地抑制一次颗粒的团聚。电化学阻抗和恒流充放电测试结果表明，在2.0~4.6 V的电压窗口下，掺杂改性的样品Li2Mn0.97Ti0.03O3的首圈放电比容量达到209 mAh·g-1，库仑效率为99.5%，循环40圈后容量保持率为94%；当电流密度增大到400 mA·g-1时，掺杂改性的样品仍然可以放出120 mAh·g-1比容量，远高于同等电流密度下未掺杂的Li2MnO3原粉的比容量（52 mAh·g-1）。Ti掺杂可有效地改善Li2MnO3的循环稳定性和倍率性能，有利于促进该材料的商业化应用。 |
| 关键词: 锂离子电池 正极材料 掺杂 循环稳定性 倍率性能 |
| 基金项目: 国家自然科学基金（No.21203145）资助项目。 |
| Abstract: Ti-doped Li2MnO3 is synthesized by a conventional solid-state reaction. Scanning electron microscopy, X-ray diffraction and X-ray photoelectric spectroscopy analyses indicate Ti is successfully doped into Li2MnO3 structure and the doping could suppress agglomeration of primary particlesis efficiently. Electrochemical impedance spectroscopy and galvanostatic charge/discharge results show that, in the voltage window of 2.0~4.6 V (vs Li/Li+), doped sample Li2Mn0.97Ti0.03O3 delivers an initial discharge capacity of 209 mAh·g-1 with 99.5% coulombic efficiency; after 40 cycles the capacity retention is 94%. Even the current density increases to 400 mA·g-1, the doped sample could still deliver 120 mAh·g-1 capacity, which is more than twice of that of undoped Li2MnO3 (52 mAh·g-1). Ti-doped Li2MnO3 show greatly improved cycling stability and rate performance, which is beneficial for promoting the commercial application of Li2MnO3 material. |
| Keywords: lithium-ion battery cathode material doping cycling stability rate performance |
| 投稿时间：2016-05-10 修订日期：2016-10-15 |
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| 熊礼龙,肖翔,徐友龙,王继生.富锂层状正极材料Li2Mn1-xTixO3的合成及电化学性能[J].无机化学学报,2017,33(2):269-275. |
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