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全面解读尖晶石型高压镍锰酸锂

2017-03-28 09:26来源:能源学人作者:小强关键词:高压镍锰酸锂正极材料锂离子电池收藏点赞

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未脱锂时,即x=0时(Li1-xNi0.5Mn1.5O4),D-LNMO的电导率是O-LNMO的15倍,这是因为Mn3+/ Mn4+混合价态的存在导致了窄带中空穴的形成。随后,一旦锂离子脱出,D-LNMO中的Mn3+转变为Mn4+,因此其电导率就会降低至O-LNMO电导率的水平(O-LNMO中的锰都是单一价态,即Mn4+)。当0

图4.30℃时D-LNMO和O-LNMO的电子传导率比较。

图5. D-LNMO(a)和O-LNMO(b)的温度-电导率关系曲线。

(2)D-LNMO和O-LNMO的离子传导率和离子扩散测试采用Li|PEO|LNMO|PEO|Li Swagelok型电池体系。此体系为电子阻隔电池,忽略掉电子传导的影响以准确测量离子传导率。其中,PEO为电子阻隔层。

离子传导阿累尼乌斯模型证实:D-LNMO和O-LNMO的活化能相似 (0.70 ± 0.2 eV)。对于离子扩散性D-LNMO和O-LNMO,二者的活化能分别为0.72 ±0.2和0.75 ±0.2 eV。这一结果与其他锂电正极材料是有的一拼。由图6可知,LNMO的离子扩散率高于离子传导率。使用直流极化/去极化测试法和交流阻抗法得到的离子传导率和扩散率结果如表1所示,对比结果表明,采用不同测量方法的到的D-LNMO和O-LNMO的离子传导率和扩散率结果一致性较好。

之前有报道称无序LNMO(D-LNMO)比有序LNMO(D-LNMO)的倍率性能好,而且认为D-LNMO的无序结构更有利于锂离子的传输。但是基于以上测试结果分析,D-LNMO和O-LNMO的电导率、离子传导率和扩散率结果都很近似,说明电导率、锂离子的扩散能力并不能拿来解释D-LNMO 和O-LNMO电性能的好坏。因此,排除这些原因后可以材料,二者电性能的差异也许是形貌的不同所造成的。

图6. D-LNMO和O-LNMO的离子传导率和扩散率比较曲线

原标题:全面解读尖晶石型高压镍锰酸锂
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